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1、節(jié)能與電能質(zhì)量監(jiān)測治理技術(shù)評估報告（初稿）1技術(shù)基本情況研究背景隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，對能源的需求也不斷增長。而石油、煤炭等不可再生資源卻日漸枯竭，因此如何實現(xiàn)節(jié)能和高效利用現(xiàn)有能源已成為當務(wù)之急。作為一種適用范圍最廣、使用最方便的清潔能源，電能的可持續(xù)發(fā)展已成為國民經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展的重要基礎(chǔ)。然而，隨著社會的不斷進步，電網(wǎng)中的電能質(zhì)量問題卻日益復雜，嚴重威脅著電網(wǎng)的安全可靠運行，同時社會對電能質(zhì)量的要求也越來越高。因此，不論是出于經(jīng)濟性的考慮還是技術(shù)性的內(nèi)在要求，追求高質(zhì)量的電能已成為一種必然趨勢，在電網(wǎng)側(cè)推廣電能質(zhì)量治理技
2、術(shù)勢在必行。電能質(zhì)量問題的種類繁多，從暫穩(wěn)態(tài)特性的角度看，可將其分為穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量問題和暫態(tài)電能質(zhì)量問題（鑒于頻率問題要求全網(wǎng)相同，不屬于通常意義上的電能質(zhì)量治理范疇，因此沒將其列入）。與電網(wǎng)企業(yè)關(guān)系最為密切、事關(guān)電網(wǎng)安全的穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量問題主要包括諧波、間諧波、三相不平衡、功率因數(shù)、過電壓、欠電壓、電壓波動與閃變等；暫態(tài)電能質(zhì)量問題主要影響用戶，如基于計算機和微處理器的測量、管理、生產(chǎn)及控制系統(tǒng)等，以電壓暫降、暫升、中斷的影響最為廣泛和嚴重。對暫態(tài)電能質(zhì)量問題的治理能力是電網(wǎng)企業(yè)優(yōu)質(zhì)供電水平的集中反映。上述部分典型電能質(zhì)量問題的危
3、害如表一所示。另據(jù)統(tǒng)計，在不同行業(yè)，世界各國電能容量的10%-30%由電能質(zhì)量問題的存在而白白浪費。例如諧波除了會造成電網(wǎng)諧波污染外，還會產(chǎn)生諧波功率，在電網(wǎng)和電力設(shè)備上造成附加損耗。電網(wǎng)異地無功輸送會在線路上產(chǎn)生大量的能源損耗和浪費，而且會導致受端電壓質(zhì)量變差。因此各種電能質(zhì)量治理措施在解決電能質(zhì)量問題的同時，還對系統(tǒng)的節(jié)能降耗起到了積極的作用，挖掘了現(xiàn)有容量的潛力。表一電能質(zhì)量問題的危害電能質(zhì)量問題危害影響范圍主要成因?qū)﹄娋W(wǎng)影響的嚴重程度估計(A-非常嚴重、B-嚴重、C-一般嚴重)諧波增加電能損耗、縮短設(shè)備壽命；引起電網(wǎng)局部
4、諧振；引起繼保和自動裝置誤動作，使電能計量混亂；對鄰近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。500kV換流站、電鐵A110~330kV電鐵A110kV以下各類非線性負荷B三相不平衡引起旋轉(zhuǎn)電機的附加發(fā)熱和振蕩；引起以負序分量為起動元件的多種保護誤動作；使半導體變流設(shè)備產(chǎn)生附加的諧波電流；使發(fā)電機的利用率下降；使電網(wǎng)損耗增加；干擾通信。110~330kV電鐵的負荷不平衡B110kV以下負荷不平衡、系統(tǒng)三相阻抗不對稱、消弧線圈的不正確調(diào)諧等B低功率因數(shù)增加網(wǎng)損，導致電壓偏低110kV以下感性負荷比重大A間諧波使得采樣數(shù)據(jù)或過零工作的繼電器產(chǎn)生誤差或誤
5、操作；會在變壓器電抗和電容器組間激起諧振；會引發(fā)閃變；使汽輪機發(fā)生轉(zhuǎn)矩扭振；使無源濾波裝置失效。配網(wǎng)波動性負荷、變頻調(diào)速裝置、串級調(diào)速裝置、配電網(wǎng)中的鐵磁振蕩。C電壓波動與閃變對鄰近的電力用戶產(chǎn)生不利影響；對靈敏性負荷產(chǎn)生擾動。配網(wǎng)風機的出力隨風速變化；負載的切換和電動機的起動；沖擊性負荷的運行變化。B暫降癱瘓服務(wù)器，引起用戶端數(shù)據(jù)丟失，對大型敏感工業(yè)用戶造成巨大的經(jīng)濟損失，影響各種電子設(shè)備的正常工作配網(wǎng)系統(tǒng)中某支路電流的短時增大，如雷擊、短路、開關(guān)操作、變壓器及電容器組的投切、大容量感應(yīng)電機起動等C電能質(zhì)量治理工作的順利開展是
6、以準確有效的電能質(zhì)量監(jiān)測為依據(jù)的。電能質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)為電能質(zhì)量的評估、糾紛裁決、治理等提供理論與實踐依據(jù)，從而提高電網(wǎng)的運行水平和服務(wù)水平，促進電力市場的不斷完善。特別是在當前堅強智能電網(wǎng)成為我國電網(wǎng)發(fā)展新方向的背景下，對電網(wǎng)提出了智能供電、智能用電、高效的電力使用和服務(wù)、電網(wǎng)與用戶以信息為基礎(chǔ)進行互動和決策等要求。電能質(zhì)量監(jiān)測與治理正是實現(xiàn)上述要求的主要技術(shù)手段之一。發(fā)展情況電能質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備經(jīng)歷了模擬式、數(shù)字式、智能式三個發(fā)展歷程。隨著計算機技術(shù)、大容量存儲技術(shù)、通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，為建立大范圍的電能質(zhì)量在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)提
7、供了基本的技術(shù)保障。在線監(jiān)測的實現(xiàn)，又進一步促進了信息交流與共享技術(shù)的發(fā)展。在電能質(zhì)量治理方面，常規(guī)補償技術(shù)由于性能所限，對某些電能質(zhì)量問題的指標控制還存在相當大的局限，如廣譜型隨機諧波的抑制、動態(tài)無功補償、電壓波動和閃變的抑制、三相不平衡的補償、暫態(tài)電壓事件的控制等，難以取得滿意的效果。隨著大功率電力電子技術(shù)的發(fā)展，以及靈活交流輸電系統(tǒng)技術(shù)和定制電力技術(shù)的提出和工程應(yīng)用，電能質(zhì)量的控制技術(shù)也邁入新的階段。目前基于電力電子技術(shù)的工程實用的電能質(zhì)量補償或調(diào)節(jié)裝置主要有以下幾種：（1）實現(xiàn)無功補償、電壓調(diào)整、治理電壓波動與閃變、三相
8、不平衡：靜止無功補償器、晶閘管投切電容器、晶閘管相控電抗器、自飽和電抗器、磁控電抗器等；（2）諧波與間諧波的治理：各種形式的有源電力濾波器（ActivePowerFilter，APF）；（3）電壓暫降、暫升、中斷等動態(tài)電能質(zhì)量問題的治理：可采用具有動態(tài)電壓補償功
