配电网电能质量分析及改善措施研究(改).doc

随着电力系统的发展,电力生产正在由计划经济向市场经济转变,在电力市场条件下,供电表现为一种商业服务行为,电能作为一种商品,同其它商品一样具有质量属性,而用户对电能质量的要求越来越高。因此,保证良好的供电质量是电力市场的客观需要,同时,也是促进社会文明、安定的重要因素。电能质量指的是电网中各点电压或电流的幅值与波形符合标准的程度,它的优劣由电网的结构和负荷的性质两个方面确定。随着电力电子技术的发展,电力系统中出现了大量非线性负荷,这些非线性负荷向电网注入大量的谐波电流并引起三相电压不对称[32]。另外,电力系统中的冲击负荷也引起电压波动和闪变,不对称负荷引起三相电压不平衡。以上因素造成电能质量的下降,严重影响了人们的正常生产和生活。本文分析了电能质量下降的原因及其危害,介绍了目前国内外改善电能质量的若干种方法。作者还针对一城市配电网的电能质量现状进行了调查,分析了其电网结构,并对其电能质量进行了测量、计算,最后,在此基础上提出了改善该城市配电网电能质量的措施,以指导电网的规划、建设与管理,具有理论意义和重要的实用价值。关键词:电力市场,电能质量,,电力生产由计划经济向市场经济转变,用户对电能质量的要求将会愈来愈高。在电力市场条件下,供电表现为一种商业服务行为,电能作为一种商品,同其它商品一样具有质量属性。供电质量不同,成本就不同,只有供电的价格与供电质量相联系才能建立一个真正的电力市场。作为供电部门,以最小的成本提高电能质量是电力市场的客观需要。同时,对人民生活的供电是一种公益事业,保证良好的供电质量,也是促进社会文明、安定的重要因素。电能质量指的是电网中各点电压或电流的幅值、频率、波形等参量符合标准的程度。主要有五个指标[]:(1)电压偏差;(2)频率偏差;(3)谐波含量;(4)电压波动和闪变;(5)三相电压不平衡。电压偏差和频率偏差主要决定于电网的结构、系统无功补偿设备和调压、调频手段以及电网调度的合理性。传统上,对电能质量关注的指标是频率偏差和电压偏差,而对电力污染的重视不够,致使这些指标不断恶化,严重威胁着电力系统的安全经济运行。尤其是信息技术的飞速发展,基于计算机、微处理器控制的用电设备和电力电子设备在系统中大量投入使用,它们对系统干扰比机电设备更加敏感,因此对供电质量的要求也更高。如不及时地、很好地加以解决电能质量问题,将会造成大量的经济损失[5]。随着电力电子技术的发展,电力系统中出现了大量非线性负荷。例如冶金、化工、矿山部门大量使用晶闸管整流电源,许多工业部门中大量使用变频调速装置,铁路电气机车采用单相整流电源,以及电力系统的高压直流输电等,这些典型的非线性负荷向电网注入大量的谐波电流并引起三相电压不对称[6],目前,国际上己公认“谐波污染”为电网的公害。另外,电力系统中的冲击负荷引起电压的波动和闪变,不对称负荷引起三相电压不平衡。电能质量的下降严重影响了人们的正常生产和生活,近几年因电气设备损坏、继电保护误动、通讯干扰事故而涉及电能质量的纠纷也时有发生。电能质量关系着电网的安全经济运行,是工业产品质量的保障,对降低能耗及人类生活环境等产生重要影响。现代工业和科学技术中的精密仪器设备,复杂的控制系统和工艺流程,对电能质量的要求越来越高,因此电能质量关系着国民经济的总体效益。,所谓电力系统的电磁兼容性EMC指的是电力系统中的每一个电气设备应在其所处的电磁环境中正常工作,并减少其对电力系统的干扰。提高电力系统的电磁兼容性,已成为国内外电力工作者极为关注的闯题。目前与EMC相关的国际组织很多,最重要的是国际电工委员会(IEC)。IEC下设78个技术委员会(TC)。TC-77主要研究低压网络中电气设备之间的电磁兼容性的有关标准与法规,与电力系统关系最为密切。1981—1986年公布的一系列出版物中,提出了电气设备在供电网中引起谐波、电压波动等干扰,提出了干扰的测量与计算方法,并规定了限值。随着生产的发展,我国对EMC的研究工作也日渐重视。1984年首先由中国电子学会、中国电机工程学会、中国铁道学会在重庆联合召开了全国环境电磁学学术会议(即第一届全国EMC学术会议),内容涉及工频、音频、射频、视频等方面的干扰。1990年在北京召开的第三届EMC学术会议上涉及内容更为广泛,提出了关于EMC方面的宣传教育问题,同时还举办了国际EMC展览会。为了改善电能质量,国内外电力工作者作了大量的研究,提出了多种电能质量分析方法,同时也研制出一系列的补偿装置,为改善电力系统的电能质量创造了有利的条件。近年来,作为用户电力技术的一个重要部分,电能质量分析与补偿技术的研究取得了长足的进步,基于数字技术的各种