基于有效电压调节的电能质量监测方法

韩剑鹏 刘林曼 郜 阳

1 国网河南省电力公司郑州供电公司（河南 郑州 450000）2 国网河南省电力公司平顶山供电公司（河南 平顶山 467000）

0 引言

电力系统具有一定的特殊性和复杂性，要达到监测电能质量的目的，电力部门必须充分结合电力系统的实际运行特点和监测目的，利用智能电网技术和数据集成技术等构建电能质量监测系统。电能质量监测是指通过采集电力系统的运行数据，依据相关规范加以对比分析，获得相应的监测结果，从而判断电力系统的运行状态是否安全和可靠。同时，结合调控中心的调度数据、各部门之间的信息互动数据、运检的台账数据等，获取更加全面、精确、丰富的电力系统运行数据，从而实现对电能质量监测系统运行的实时动态性监测，极大地避免潜在的危险因素，降低故障的发生率，最终有效提高供电服务的安全性与稳定性。

1 电能质量在线监测系统的应用与效果分析

针对电能质量在线监测系统，以智能电网和数据集成技术等作为支撑，所构建的监测平台可动态监督、监测电网运行和电能状态；而且，该系统能够集成各个部门、各个专业之间的数据，包括调控、营销及运检等方面的数据传输、信息共享，科学集成各部门之间的数据信息，涉及部门包括采集中心、运检部门、调控中心等；然后进行在线动态计算，获得关键数据，包括系统的输变电是否可靠及安全、电压质量是否符合相关规范、供电系统是否安全等，以此实现闭环质量监督，有效地动态控制和分析电网的安全风险，更加充分地运用数据，最终有效提高电力系统的运行水平和安全质量，保障供电服务的高质量[1]。电能质量在线监测系统具体是利用模型构建和指标测评等手段，获得相应的数据信息，以便相关人员更加准确、有效地开展电能质量监测与评价工作，以全面监督和检测电网电能供电质量。

1.1 电网故障在线监测

针对电网电压的电能质量在线监测，相关人员可按照特定的公式关系，具体电能质量在线监测指数如表1所示。主要涉及停电时间采集完整率、台账数据维护及时率等7个方面，在具体监测过程中，这7个方面各参数项均具有与之对应的指标分布，将其依据各自的百分率相加，即可获得电网系统电能质量在线监测指数。

表1 电能质量在线监测指数

1.2 提高供电可靠性的目标

电力系统的运行受到多种因素的影响，容易引发系统故障，还会导致供电不稳定、能源消耗过大等问题。为有效避免这些问题的发生，电网电力企业应当制定科学的供电服务目标，统一且集中地管理相关数据信息等，实时掌握电力系统运行中可能存在的各种影响因素及异常情况，并采取合理的手段进行处理，以提高自身电能管理的水平，有效提高供电的可靠性。

1.3 电能质量监测的效果分析

由于人工不能采集和分析大量的电力系统运行数据，因此很难监测电力系统的运行情况，这就需要借助电能质量在线监测系统具备的实时数据采集能力与精确计算能力。有效运用电能质量在线监测系统，可实时监测电力系统的运行情况，一旦发现问题，该系统能够及时确立问题出现的原因、位置及影响等，并为相关人员处理该问题提供必要的数据支持，确保问题得到及时、有效的处理。同时，长期监测数据与处理问题，可进一步丰富相关人员维护电力运行的经验，进一步提升其实践能力和业务水平，从而更好地确保电力系统的安全稳定运行。此外，针对电力系统运行维护和问题的处理，运用电能质量在线监测系统，能够进一步强化各部门、各单位之间协同合作，有效提高各部门和各单位的工作质量和效率[2-3]。

2 提高供电可靠性的有效措施

2.1 加强领导和组织协调

电网企业应当组建供电质量领导小组，成立专门的工作小组，定期组织各部门开展相关会议，共同商讨一段期间内电网供电服务中存在的问题、问题成因、处理措施等，从而制订切实可行的整改计划，进而达到提高供电可靠性的目的。

2.2 强化技术培训和考核

针对供电服务系统的运行及管理，要求电网企业具备一批高素质的技术人才和服务人员。基于此，电网企业应定期组织相关技术人员和服务人员进行相应的培训，并定期开展培训考核工作，从而有效提升相关技术人员及服务人员的综合素质和专业素养。

2.3 加大考核力度，做到全过程监控

为有效提高供电服务水平，保证供电质量的目标，电网企业需做到以下几点：（1）闭环式管控。当接收到上级部门传达的指令后，相关部门必须及时且有效地做好指标校核，然后将实际的指标数传递至相应的负责部门，最后由最终部门筹备对标分析的有关材料，并上报至质检机关，从而形成一个闭环工作过程。（2）量化考核。即质检部门应每月在企业内部发放一次相关监察报告，并通报各部门、各单位该月的指标评估成绩，表现良好的给予一定的奖励，表现较差的给予相应的惩罚。（3）加强过程监管。秉持“日监控、周协调、月督办”的原则，强化过程监控。其中，日监控主要指每天准确地核对与明确进入信息库的数据，并计算当天的指标数；周协调主要指每周与各部门、各单位之间配合与协调工作，有效整顿落后部门[4-6]。

2.4 在线监测系统的优化升级

随着现代化智能技术的迅速发展，电网企业应该紧跟时代发展的步伐，积极引入最新的现代智能技术和在线监测技术，进一步优化和升级现有的在线监控系统，从而更好地提高系统的运行效率，更加充分地发挥电能质量在线监测系统的各个功能，最终有效保证电网的运行水平，在极大程度上提高自身的供电服务质量。

3 电力系统电压调整的必要性

3.1 电网电压偏低

一些供电网络设置不恰当，如导线截面比较小、供电半径过大等情况，往往会致使电压出现很高的电压损伤；加之，电网企业在电源与设备的维护方面不到位，这会导致电源和设备出现损坏、故障等情况，致使无功平衡被破坏。另外，过重的电网接线负荷、不恰当的接头位置、负荷公路因素比较低等问题，都会对异步电动机、电机等造成较大的损害。此外，在电力系统运行过程中，一旦出现电压过低的情况，将会引发各种问题，如下：（1）致使异步电动机的转差率增大，进而导致电动机定子绕组中电流增大，并造成电动机温度升高、使用年限缩短等；（2）致使电灯功率降低，进而导致照明质量下降；（3）致使电压的平方和有功功率的比值出现异常，进而影响产品质量[7]。

3.2 电网电压偏高

电网中直接接入了大容量机组，会出现较大的线路充电功率，从而导致电网电压呈现无功状态，引发电网电压偏高问题。一旦电网电压偏高情况持续发生，会使电力系统中各结构持续处于铁芯饱和状态，增加结构问题，产生过度铁损，极大地缩短设备的使用年限。电压会在很大程度上影响各电子设备的使用寿命，电压不断增高，会进一步缩短电气设备的使用寿命，严重影响生产质量。

4 电压调整的有效策略

4.1 电压调整的方式

（1）逆调压方式。针对供电线路比较长且负荷变动比较大的中枢点，可首选这一方式，即结合负荷的实际情况，恰当地调整中枢点的下降和升高。若为低估负荷，则以额定值作为依据进行调整；若为高峰负荷，则以提高5%的额定值作为依据进行调整。（2）顺调压方式。针对供电线路比较短且负荷变动比较低的中枢点，可首选这一方式。该方式能提高中枢点电压的允许度调整电压，即高峰值负荷中枢点电压可以略微低，低估值负荷中枢点电压略微高。（3）常调压方式。若无法使用上述两种电压调整方式处理电压问题，需选择常调压方式予以处理，使中枢点电压不论在何种条件下均能够保持数值的固定不变[8]。

4.2 电压调整的措施

（1）改变发电机端电压调压。在电压调整过程中，可结合电力系统中存在的具体电压问题，选择恰当的调整方式，通常首选改变发电机端电压调压的措施，以减少额外的投入，而且只需借助发电机调压即可获得较好的成效。该电压调整措施主要借助励磁的调节作用改变无功功率。

（2）调整变压器变比。在无功充裕的系统电压异常问题处理中，可选择这一调整措施，特别是凭借有载调压变压器可以满足负荷电能质量的需求时，为有效发挥调压优势，必须注重对有载变压器不同类型的有效调节应用。若电力系统缺乏足够的无功，必须合理设置无功补偿设备，防止系统调节变压分接头升压而造成无功不平衡，致使系统电压严重下降。

（3）借助补偿设备调压。当前，在借助补偿设备调压方面较为常见的方式为并联补偿。其主要是结合具体的需求情况，通过补偿方式并联起静置补偿器、调相机、电容器等电气设备，可应用分组并联或分散并联的方式实现，从而调整无功，在一定程度上减少了线路功率损耗和电压损耗，达到了电压调整的目的。

（4）合理增大导线半径。针对一些导线半径比较小的老城网，可首选这一调压调整方式。同时，还应充分考量新架线路的导线裕度，确保其具备更强的承受能力。

（5）组合调压。即组合应用以上4种电压调整措施，有效结合4种调压措施的优势，摒弃其劣势，从而有效处理电力系统中可能出现的各种电压异常问题，并在极大限度上提高调压的有效性。

5 结语

随着现代电力技术的迅速发展，电网电力系统开始广泛应用各种电网检测技术。文章从电能质量在线监测系统出发，分析该系统的特点、优势及具体应用，电网企业可利用该系统获取准确、全面的电网电力系统运行数据和信息，从而更加有效地开展电压调节工作，最终有效确保供电服务的质量，促进电网企业的可持续发展。