1電能質量定義
IEC標準對電能質量的定義為,電能質量是指供電裝置在正常工作情況下不中斷和干擾用戶使用電力的物理特性。最嚴重的電能質量問題是電壓跌落和電壓完全中斷。
2電能質量問題的特點
(1)動態性。電能從發電生產到用戶消耗是一個整體,其流動始終處于動態平衡中,并且隨著電網結構和負荷的改變而不斷變換。
(2)相關性。電能不易大量存儲,其生產、輸送、分配和轉換過程直至消耗幾乎是同時進行的。
(3)傳播性。電力系統是一個復雜的網絡,為電能的傳播提供了最好的傳輸途徑。
(4)潛在性。電能質量的擾動復雜多變,事故的誘發條件復雜,其質量的下降造成對系統用電設備的損害有時并不立即顯現,為安全運行留下隱患。
(5)復雜性。電能質量的多指標性作用于同一個系統時,如何綜合給出電能質量的評判標準是非常困難的。
(6)整體性。保證電能質量要靠多方的努力,因此要求電力供應方、電力使用方、設備制造商等共同協作,制訂統一和可操作的適度質量標準或單獨的供電質量協議,或者按照電力用戶對電能質量的不同要求實行分級控制和管理。
3電能質量對電網安全的影響
電能質量問題對電力系統安全的影響可以從一次和二次系統分別加以分析。對于一次系統,電能質量問題會惡化系統設備的運行工況,直接威脅系統的安全運行;譬如,諧波可能引起諧振,諧振高電壓加在電容器兩端,因為高次諧波對電容器的阻抗很小,所以電容器容易因過負荷而擊穿。高次諧波電流流過變壓器,使變壓器的鐵心損耗增加;高次諧波電流流入電動機,不僅鐵心損耗增加,而且使轉子發生振動,嚴重影響機械加工質量。高次諧波使電力系統發生電壓諧振,在線路上引起過電壓,會擊穿設備絕緣。負序和諧波對發電機不僅有熱效應,產生局部發熱,而且會使發電機組產生振動,并伴有噪音,嚴重威脅機組的安全穩定運行。對于二次系統,當電能質量問題威脅到系統設備的安全運行時,二次系統的保護部分會自動使系統設備退出運行,從而會引發一些不可預料的結果;另一方面,電能質量問題可能會使保護裝置發生誤動、拒動等問題,從而對電力系統的安全穩定運行造成嚴重的后果。
4應對措施
電網中電能質量的運行監督,目前主要由各級電力調度部門進行日常的電壓和頻率偏差監測和調整。隨著電網的發展和負荷結構的變化,對電能質量的干擾越來越嚴重,與此相應,對電能質量的要求卻越來越高,電能質量的標準也在不斷完善。為了適應這種形勢,全國各網、省(市)均建立了電能質量檢測中心(站),對電網中諧波、電壓波動和閃變、三相電壓不平衡度等質量指標一般由檢測中心(站)采取不定時或專門檢測,發現問題再和相關用戶協商,采取措施解決。這里存在一個較大的電能質量運行監督的“盲區”,即負責電網運行監督的調度人員并不實時掌握電網中這些指標的狀況,從而在運行方式安排上,不能顧及這些指標的變化可能對用戶供電質量及電網安全帶來的影響。
消除電能質量運行監督的“盲區”對電網安全和保證供電質量都有重要意義,為此需要進行下列工作。
(1)加強對干擾源用戶的接入和運行管理。對于電網中大的干擾源用戶,在供電方案論證時應進行電能質量評估。對于干擾(諧波、負序、電壓波動和閃變等)評估不合格的用戶,應協助制定治理方案,并與供電工程同步實施。大干擾源用戶接入系統后,應對系統接入點的電能質量進行實時監測,一旦發現超標,應協助查找原因和制定治理方案,并限期實施,使之達標。
(2)充分利用網絡資源,開發電能質量監測系統,使運行人員及時掌握電網中電能質量全面狀況,消除安全隱患。
(3)擴展電力調度業務范圍。調度運行日志上應反映較全面的電能質量指標;運行方式安排上,應考慮對干擾源負荷供電帶來的一些特殊問題(如諧波、電壓波動和閃變指標變化,以及繼電保護和自動裝置定值的調整等)。
(4)健全電能質量監督管理體系,進一步修訂、完善《電網電能質量技術監督管理規定》,在電力調度運行規程中,補充相關電能質量監測、調整的內容。
(5)盡快落實《電力法》中關于上網電價實行“同網同質同價”規定,制定具體辦法和實施步驟。
(6)普及電能質量專業知識,特別是對電網運行監督崗位上的技術人員,應全面了解電能質量的檢測、超標的危害、電能質量指標和運行方式的關系、降低電能質量危害的措施以及電能質量標準等方面的知識。