浅述电能质量问题与解决方法

摘要:随着我国社会经济的快速发展，人们对电能质量和治理的需求增加。越来越多标准化自动生产线在生产过程中得到应用，随着精密设备和智能化设备的出现，电能技术的发展迎来了新的机遇。本文通过对电能质量控制技术的科学、深入的研究，探讨了电能质量控制技术和发展趋势，以期更有效地控制和测量电能质量。

前言

劣质电能正口益引发电力用户和供电部门的担忧。电能质量的恶化导致发电、输电及用电效率降低，电力系统故障频发，稳定性下降，以及运行成本增加等。可再生能源入网也对电网负载需求管理和电压稳定性提出更多挑战。

1、电能质量的概述

1.1电能质量的概念

随着社会的发展，电能质量的概念从看待问题的不同角度出现了不同的解释。所谓电能质量，指的是从电力系统中产生的供电的有效性，其优劣由电力系统的运行效率决定，并且能够通过保持电力系统的可靠性与安全性对电能质量进行提高。

1.2现代电能质量出现的基本问题

1.2.1电能质量恶化所造成的危害

某地区以期因线路相差高额保护跳闸而引发的大面积停电事故，该事件不仅造成了严重的经济损失，还产生了重大的社会影响。事后通过对事故的分析，结合现场测试的数据及GBT125-2003《电能质量供电电压允许偏差》中的相关内容，事故原因是由于谐波严重超标。经分析，电能质量指标下降很有可能造成巨大的危害，主要分为以下几点:谐波危害:谐波会对电力系统造成并联谐振，严重威胁电网以及用电设备的安全运行。

电压闪变:电压闪变会对计算机等电子设备的正常运行造成严重影响，除此之外，还有滤波器失谐等引起通讯干扰的情况产生。态电能质量下降产生的危害:暂态电能质量指的是电压短时中断、电压跌落等情况，会对电子类设备以及受新型电子设备操控的传统工业过程的正常运行产生影响。

1.2.2电能质量问题产生的原因

产生电能质量问题的原因有许多，经过专业的研究可以将原因大致分为以下三种:

供电结构发生了变化。过多地使用大功率电器，电流过大，导致过度消耗与损害电力系统，使得电能质量下降市场竞争加剧。电力企业为了争取更多的市场，提高用户满意程度，施行开放性的电力管理方式，导致电力企业之间在电力系统管理模式上产生了分歧。不同的电力管理方式导致电力系统发生混乱，对供电的稳定性与安全性产生了严重的影响，电能质量降低。供电技术设备不适应电能质量。许多电力企业为了提高供电的自动化水平，过于注重对先进电子供电技术设备的使用，导致在运行中很容易出现电能质量降低的问题。且相关工作人员缺少对新型电子设备的充分了解，在发生问题是不能进行正确的判断与及时的处理。

2、电能质量指标研究的动态

2.1指标完善化持续不断

电能质量指标是一个动态指标，需要不断完善与更新，这与社会的发展对电能质量提出了新的要求，根据用户需求，不断完善与改进，以适合用户需要。在一个新的具有竞争的开放市场下，电能质量指标或目标的制定就越加显得重要。实际上历年来对电能质量指标的研究一刻也没有停止过。大量的相关文献资料不断面世，许多EC、IEEE等国际标准文件也陆续反映了这方面研究成果，电能质量指标的完善化趋势一直在持续。

2.2综合指标的探讨

电能质量指标是一个综合问题，必须根据电力企业实际情况，结合用户的实际需要，对电能质量指标不断完善与改进，以适应用户的需求。传统电能质量指标，如电压和电流的总谐波畸变率、不平衡度等，只是分析单一的电能质量扰动现象。而综合指标是将电能质量看作一个整体，从总体上量化电力扰动造成的影响和损失。就其本身而言，综合指标也是大家特别关注的内容。实际上在许多情况下，包括同时出现的各类扰动在内的瞬时电压值是导致电气元件(如静止换流器或绝缘元件等)发生故障和非正常动作主要原因。采用综合指标可以大大减少涵盖量化各种类型的扰动所需的数据存储量;而且，综合指标允许电力公司在标准评估程序上实际相互比较，从而比较容易地量化计算扰动引起的损失。这些都是实现电能质量监督与管理所必须的。电能质量综合指标是衡量一个电力企业的水平关键因素，必须注重电力企业综合指标提保障用户的供电需求。

3、改善电能质量的设备

3.1不间断电源

UPS即不间断电源，是将直流电转换成市电的系统设备，通过蓄电池与主机连接，利用主机逆变器等模块电路实现提供稳定、不间断的电力供应的作用。在市电运行正常时，不间断电源将市电稳压后传输给用户端使用;当市电发生中断时，不间断电源可以利用逆变转换将储备的电能转换成220V交流电提供给用户使用。

3.2静止无功补偿器

为抑制电压闪变，可以在配电系统中接入动态无功功率补偿装置一静止无功补偿器(SVC)，是一种很成熟的FACTS(柔性交流输电系统)装置。但是静止无功补偿器需要配备滤波器以抑制其产生的谐波给环境带来的污染。

3.3动态电压调节器

动态电压调节器(DVR)是一种电压源逆变型补偿装置，将其串联在电源和负荷之间，可以提供串联补偿电压，从而解决电力系统中由于扰动带来的电压不平衡、谐波等问题。

3.4有源电力滤波器

有源电力滤波器(APF)能够快速跟踪补偿不同大小和频率的谐波，是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置。有源滤波器相比无源滤波器，具有治理效果好，可以同时滤出高次谐波，不会引起谐振等特点。

4、如何正确运用电能质量治理技术

电能质量的治理问题始终受到国内外电力事业工作者的关注，因此，电能质量的治理技术研究具有相当高的价值。针对如何正确运用质量治理技术进行了深入研究。

4.1做好电能质量普查工作

电能质量治理技术难是一项难度大却投资高的复杂的系统工作，因此，电能质量普查是进行治理的前提条件，通过对生产周期内的谐波电压、谐波功率、功率因数、电压波动基部电流、点播电压、闪变动态变化趋势等进行详尽的统计，根据最终的统计数据制定相应的科学化的治理方案，提高投资效益。

4.2谐波相消法

在电力系统中接入非线性器件不能用降低或消除非线性来消除谐波，而可以通过使高次谐波的次数相同，利用相位相反将谐波进行相互抵消。

4.3滤波

滤波可以降低系统其它部分的谐波电压，通过在系统接入谐波阻挡低的并联滤波器，转移大部分换流器所产生的谐波电流。

4.4并联电容补偿装置

并联电容补偿装置同样具有了滤波的作用。因为滤波器占地面积大，且造价高额，一些电力企业为了减少投入利用并联电容补偿装置。

4.5综合治理大功率、冲击性、非线性负荷

大功率、冲击性、非线性负荷对电力系统有着产生高次谐波、负序分量、电压波动与闪变等巨大影响，造成电力质量指标下降，因此需要对其进行综合性治理，做到降低谐波、提高功率因数、稳定电压、减小电压波动与闪变等作用，降低投资，用最少的成本取到更好地治理效果。

结束语

改善电能质量对于电网的正常运行和满足用户的需求具有重要意义。良好的电能质量给电力设备的正常运行提供了条件，使电力系统得以正常运行，从而提高了国民经济的总体效益。

参考文献:

[1]李国平.电能质量指标及其检测方法的研究[J].中小企业管理与科技(上旬刊)，2013(6):129

[2]芦艳.电梯应急处置有了技术规范乘客被困拨打96333话务员至少安抚3次，质量探索[J]，2015(10)

作者简介:

王帅(1989.3.8)，性别:男;籍贯:江苏宿迁;民族:汉;学历:硕士研究生;职称:助理工程师;职务:变电检修工;研究方向:变电检修及试验、电能质量治理。

陈建建(1991.9.20)，性别:男;籍贯:江苏泗阳;民族:汉;学历:硕士研究生;职称:助理工程师;职务:变电检修工;研究方向:变电检修及试验、配电网规划、无功优化。