电能质量对电力系统的影响 王晓霏 （国网北京经济技术研究院徐州勘测设计中心，江苏徐州２２１００５） 摘 要 电力工业产品的一个非常重要指标是电能质量。科技日益进步，电力系统规模的不断也在逐渐增大，电力系 统存在的线性负荷和冲击性负荷的日益正在增大，电能质量正在逐渐变差，严重影响了电网的正常运行。另外，电力 用户对电能质量也提出了更多的要求。文章简要分析电能质量的概念，阐述影响电能传榆质量问题的因素等，最后在 简要介绍电力系统可靠性和稳定性与电能的质量的相关性内容，以期给相关研究人员提供一个新的研究视角。 关键词电能质量；指标；标准；影响 中图分类号：ＴＭ９ ３ ３ 文献标识码：Ａ 随着现代社会的不断发展进步，各地对电能的开发和利用 文章编号：１６７卜７５９７（２Ｏ１ ３）２Ｏ一０１ ５８—０２ ４电力系统可靠性和稳定性与电能的质量的相关性 ４．１电路传输中电能传输质量与电力系统计划的评估 电力系统根据系统的能力在可以接受的质量标准范围之内 保证连续的对用电用户连续供电的能力称之为电力系统的可靠 不断增多，电能的开发以及利用程度在一定程度上成为反映国 家经济发展水平的衡量标准。为此，我国必须进一步加强对电 能能源的开发，不断提高我国的电能质量。电力产品一个非常 重要指标就是电网供电电能质量能否满足要求。供电质量差， 容易引起谐振和系统电压的波动发生。电路中存在谐波电压将 造成配电系统损耗增加、电路发烫等问题，也会是变电设备频 繁发生设备故障问题；电压畸变及电压波动使仪器损坏；电能 质量差致使科学实验无法正常进行，影响科研测试的结果。 １电能质量的定义 用户的用电质量、供电方供电质量、线路传输电流质量以 及供电公司供给的质量是电能质量指标中最重要的四个指标。 １）电力质量是指，人们在用电过程中，能否做到按时、按 量缴纳所用电费。 ２）供电质量是指电压的质量，电力的价格以及供电企业对 用户投诉供电问题时的反映速度等等。 ３）电流的质量是指电压在线路传输过程中需保证电流信号 一直都是良好的正弦信号，且频率保证在５Ｏ Ｈｚ左右，电压和 电流的相位保证固定的关系，从而保证用户用电安全、平稳。 性。电力系统的可靠性包含两个方面：一是电力系统的充裕度 是否达标；二是电力系统的安全性是否达标。 电力系统的充裕度用来衡量电路中一些线性负荷模型的静 态参数，电力系统的充裕度体现了在工作条件下电力系统提供 电量满足系统要求的能力。当电力系统正常工作时，电力系统 电能的质量电压是否有偏差、电压的频率是否有偏差以及供电 电压是否连续都取决于电力系统的充裕度。电力系统的安全性 是指在重要元器件在发生故障时，电力系统仍然是否可以正常 工作的能力。在现场工作时，暂态型电能质量的好坏取决于电 力系统的安全性是否很高，还有当电力系统的安全系数低时也 会造成部分电力使用者长时间的断电。 从电力系统出现到现在为止，电力使用者和电力部门把重 点都放在电力系统中电压是否偏差、电压频率是否稳定及其电 力供电系统是否连续等问题上面。随着电力系统的逐渐改善， 人们慢慢的认识到电力系统的安全性也在很大程度上影响着电 力系统可靠性的运行，特别是当电压出现突然地降低，甚至电 ４）电能质量还指向额定电压与实际电压之间的电压波形和 相位之间的偏差。 压突然消失，都会影响电力使用者的体验。 为了使电力系统更加平稳的运行，保证电力使用的良好用 户体验，目前电力部门除了对电力系统的安全性和充裕行做出 严格要求外，还对一些非线性的负荷、可能造成突变电荷的电 器及其会造成冲击性负载的电力设备的使用条件都做出了严格 的规定，从而保证电力系统可以在规定的条件下按照预定目标 安全的运行。 ２电能质量的影响因素 电力系统的能否供电安全和供电质量如何在很大程度上取 决于电能质量是否达标，总体上来说，电能质量好坏取决于以 下３个因素。 １）自然环境，如台风、地震、泥石流等对电能传输质量的 影响。 ２）电力系统中自动保护装置能否正常的运行，如电力系统 ４．２电力使用者用电的可靠性和电力系统的供电可靠性 按照可靠性来划分，电力系统可以分为很多类，比如在从 配电系统上来说，电力系统的可靠性主要电网的充裕度能否保 证电网的可靠性运行。电网的充裕度是用来检验电力系统的可 靠性的重要指标。 配电系统的可靠性是从多个方面来衡量的，例如电力系统 的启动和停运、过电保护、防雷击等。 ３）客户端的一些非线性负载机器，或者大功率用电设备的 影响。 ３电能质量的分析计算 在通常情况下，电能计算可以采用３种办法，见表１。 表１ 名称 时域仿真方法 用途 利用各种软件将时域的信号转化成频域的信号， 应用范围 大部分电能质量分析中的应用 时域转频域分析方法 基于以变换为主导思想的方法 对电能质量信号的暂稳态实时分析 包括所有频率扫描，谐波信号计算等方法。考虑到一些非线性负载的动态特性 用于谐波问题的分析计算 指傅里叶变换方法，快速Ｆｏｕｒｉｅｒ变换方法 应用较少 ２０１３年第２Ｏ期总第１４０期 ＳＩ Ｌ●Ｃ０Ｎ ＶＡＬＬＥＹ ● 的系统容量、电力系统的网络结构、还有电力系统的元器件的 逐步影响到我们的生活。因此，国家应该给与经济上和政策上 可靠性等方面。配电系统的可靠性是用来衡量配电系统中元器 的支持。 件负荷功率的平衡，通过检验配电系统的可靠性来指导电力系 统的设计流程、还有运行状况 在电力系统超负荷运行的情况下，电力系统最经常出现的 参考文献 问题是电力系统供电不平稳的问题。从以前到现在，设计人员 ［１］林海雪．现代电能质量的基本问题［ 电网技术，２００１ 大都认为电力系统只要长时间不出现断电，电力系统供电就是 （１ ０）：５－１２． 可靠地。然而随着越来越多事故的发生，人们渐渐的意识到以 ［２】高秀英．浅谈电能质量的问题与改善措施应用能源技术 前评价电力系统是否安全可靠的指标上存在一些不足，因而现 ［Ｊ】．２０１０（４）：４卜４５． 在电力部门把电力系统是否能连续稳定的长时间工作也当成了 ［３］Ｄｕｇａｎ Ｒ Ｃ，ＭｃＧｒａｎａｇｈａｎ Ｍ Ｆ，Ｂｅａｔｙ Ｈ Ｗ．Ｅｌｅｃｔｒ［ｃａ１ 电力系统可靠运行的一个硬性指标。 Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｑｕａ１ｉｔｙ．ＭｃＧｒａｗ—Ｈ¨１，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９９６． ５结束语 ［４】翁利民．陈灵欣与靳剑峰，电能质量的新含义及分析［Ｊ］．冶 电能质量问题一直困扰着很多研究学者，电能质量对经济 金动力，２００４（４）：１－４，８． 发展中电力系统建设提出了更多更高的要求。电能质量作为一 ［５】韩鹏．浅谈电能质量［Ｊ】．天津科技，２００８（１）：５１－５３． 门新兴研究对象，国外已经在电能质量方面进行了深入的研究， ［６］吴笃贵与徐政．输配电系统中电能质量问题的评估…．电力 并提出了有关的评估标准，且取得了很多突破性的进展。但是， 设备，２００１（２）：４８－５１． 在国内，对于这方面的研究尚未进行深入的研究。这一方面是 ［７］魏宾等．电能质量管理现状综述［Ｊ】．陕西电力，２００９（３）： 因为国家对这个课题并未足够的重视，另一方面还因为国内现 ５１－５４． 在的研究手段和工具的缺乏，还有有关人员对电力系统电能质 作者简介 量问题的极端轻视。随着人们对电能质量的要求逐渐提高，电 王晓霏（１９８０－），男，工程师，本科，主要从事变电站电 能质量问题的研究和技术应用将成为大家普遍讨论的话题，将 气设计方面工作。 ＂（上接第１５１页）＂ ”（上接第１５４页）ｔｔ 高科技的系统运用，促进排查效率、故障检测有效提高，使供 ｏｓｐｆ信息。 电可靠性得到有效提高。４软件方案比硬件方案更适合组建高校网络实验室 ２．４加强配电网技术安全管理的工作 １）利用软件方案可完全模拟硬件方案中常用的实验，实验 在更新改造配电网的电力设备时，尽可能的选择本质安全 效果不分上下，主要包括链路聚合、ｈｓｒｐ及ｖｒｒｐ实验、ｖｐｎ实 型设备。为使配电网自动化工作得到实现，降低工作人员现场 验等。 操作的次数，需将配电网危险源有效的进行隔离。例如，通过 ２）软件方案性价比更高，而且可在现有实验室的基础上部 配电接地闭锁装置、采用绝缘物体进行包裹的配电线路等设备， 署实施。 给予工作人员对配电设备误动、误碰时的人身安全提供保障。 ３）软件方案更易于维护，实验中需要的ＩＯＳ可以通过网上 另一方面，工作人员在实际的工作中应该配备相关护目镜、绝 下载或者从现有的硬件设备中提取，遭到破坏后也易恢复。 缘手套等设备，避免在工作中出现高空坠落、触电等危险发生。 ４）软件方案实验速度更快，其中硬件的芯片运算速度大大 再才，城市配网在改造、建设过程中，尽可能的通过对新设备、 超过硬件方案的硬件运算速度，而且软件启动速度要远远超过 新技术进行标准化，保证配电网设备能够规范、统一，这些， 硬件的自检速度。 都给配电网运行维护工作提供有力保障和支持。 ５）利用软件方案更易于组织培训和考试。 ３结束语 ５结束语 电力系统在城市配电网的日常管理中，对安全生产管理工 该仿真网络实验室可以达到高校网络实验教学的需要，具 作应该给予重视，这不仅能够维护企业利益，同时能够给工作 有较高的性价比。无论是二层交换机、三层路由器还是无线交 人员安全提供保障。城市配电网安全管理技术措施应该从不同 换机均能通过该仿真实验室进行试验，满足高校教研的需要。 方面进行，不仅与企业建设安全文化有着较大的关系，并且还 同时该实验室具备ＣＣＮＡ、ＣＣＮＰ、Ｈ３ＣＮＡ等认证考试的要求，可 应该综合应用创新技术以及科学实践，指导和促进电力系统获 面向社会提供相关的认证培训。 得较为快速、安全发展。 参考文献 参考文献 ［１】董伦．对加强配电网安全管理措施的探讨…．中国科技信 ［１】黄坤．高校计算机网络实验室建设与研究［Ｊ】．昆明冶金高等 息，２０ｌ１，７（２２）：８６６－８６７． 专科学校学报，２００５，２１（５）． ［２】张伟功．配电网安全管理研究［Ｊ】．今日科苑，２０１ ０，４ ［２】锐捷网络．实验室应用案例［ＥＢ／ＯＬ】． （２３）：１９２－１９ ３． ［３］汤琳．高校网络实验室的建设与探讨［Ｊ】．绵阳师范学院学 ［３］孙文，刘期．关于配电网安全管理问题的探讨［Ｊ］．黑龙江科 报，２００９（８）． 技信息，２０１ ０，５（３５）：１８９－１９０．