提高配网电能质量的治理技术和方法

提高配网电能质量的治理技术和方法

魏中伟李春蕾

（许继集团有限公司河南许昌461000）

摘要：随着科技不断进步，电网系统功能和相关的技术得到了有效的创新和优化升级，从而在这个过程中也就产生了严重的电能质量问题，很可能会产生暂时下降和瞬间电压中断的问题。社会大众的生活水平越来越高，同时对于电能可靠性的要求以及用电需求也就变得越来越严格，为了能够最大限度地满足社会大众的用电需求，积极加强配电网电能质量治理的管理力度和技术研究工作力度是必不可少的。基于此，本文详细探讨了提高配网电能质量的治理技术和方法，旨在提高电网运行的可靠程度。

关键词：配网电能质量；治理技术；方法

随着现代生产工艺技术的不断发展，设备生产逐渐向着自动化和精密化的方向发展，而智能自动化设备的应用，使其对电能质量有着较高的要求，在实际的应用过程中，常常会由于电能质量问题而使相应的设备出现故障或者误动，在一定程度会对整个生产工作造成影响，比如说风电场的风机会在实际运行的过程中，由于电压暂降出现跳闸的现象，这样的现象影响了风电场的长期可靠运行。因此，研究提高配网电能质量的治理技术和方法意义重大。

1配电网电能质量提高的重要意义

目前在配电网建设及运行管理中，电能质量问题的产生很大程度也取决于能电能质量提高重要意义的忽略，因此，对配电网电能质量提高重要意义的认识是质量提高方法实施的前提，这是电力企业乃至电力行业管理部门都需要关注的课题。电能质量的提高从微观意义来讲可以直接有益于人们生活水平的提高，从宏观意义来讲可以有利于国家发展甚至是社会进步。同时电能质量是建立和健全电能质量全面管理体系，保障各行各业正常用电秩序，为千家万户提供安全可靠的电能的重要途径。

2配电网电能质量治理的关键技术方法

2.1稳态电能质量治理的关键技术方法

在解决谐波问题的时候，需要对谐波进行合理抑制。抑制谐波出于两方面的考虑，一是产生谐波的非线性负荷；二是受危害的电力设备及其装置。

2.1.1减少谐波源的谐波含量

谐波电流与其次数是成反比的，即谐波次数越高，电流值就越小。为此可利用两台绕组接法不同的变压器二次侧相差为30°的原理来增加换流装置脉冲数，便可以消除较低次谐波并减少其产生谐波的电流。同时，保持三相负荷电流的平衡，改善电网电压质量，尽可能减少变压器空载。在谐波共振情况下，通过倒换系统错开共振点或改变无功补偿容量予以消除。面对容量较大的谐波源负荷时，运用专线供电或提高电压等级的方法。另外，要减少发电机电势中的谐波含量。一方面通过短距绕组、分布绕组以及改善磁极的极靴外形，使之磁场更加接近正弦波形，来削弱磁场分布引起的谐波电势；一方面定子开槽引起的气隙磁导不均匀并产生齿谐波，可通过分数槽绕组、磁性槽契或半闭口槽的方法加以削弱。

2.1.2安装滤波装置

目前较为典型的大致有两类：（1）无源滤波装置。该装置一般由多个无源滤波器并联而成，每个滤波器在一个或两个谐波频率附近呈现低阻抗，使电网中的谐波电流减少，达到抑制谐波的目的。（2）有源滤波装置。其主要由电流源型逆变器或电压源型构成，向谐波源提供与谐波注入波形相同、位相反的补偿电流，以抵消谐波源注入系统的谐波电流[2]。

2.2动态电能质量治理的关键技术

在配电系统的内部会产生规模较大的快速冲击负荷，而这种快速冲击负荷主要表现为电弧炉负荷等，在配电系统正常运行的时候，整个系统很容易产生闪变现象，从而也就会严重的影响电压的稳定运行特性，长时间下来会严重的影响电能的质量，会在电压与电流之间产生不平衡性。为了能够更好的解决这一问题，可以将交流输电系统和非线性控制理论进行完美的结合，这样一来就能够很好的弥补SVC在正常使用过程中的速度缓慢弊端，能够从根本上最大限度的促使SVC的功能效果有效提升，不仅可以提高该装置的作业效率，还能够提高该装置的作业质量。在配电系统中，常常还会存在一种补偿装置，这种补偿装置是UPQC，而UPQC的主要特点就是串联和并联混合存在，UPQC在使用的过程中，能够将很多配置的功能进行整合，运行的时候不仅可以解决动态电能的质量问题，还可以解决稳态电能的质量问题。提高配电网电能质量的治理工作本身就是一项工序十分复杂麻烦的工作，整个工作过程中既会涉及到大量的人工力量资源，还会涉及到大量的施工设备。因此，在治理工作进行的时候，工作人员需要充分了解现有工作的实际状况，根据不同的情况选择不同的工作人员和相应的施工设备，以便于保障能够有效的提高配电网的电能质量。

3提高配电网电能质量的方法

3.1优化电网结构建设

电网结构的建立不是一蹴而就的，不同时期电网结构是各不相同的，它必然经过一个从小到大、从弱到强、从低到高的发展阶段。为了实现电网的优化建设，需要注意以下几点：其一，深入负荷中心。规划先行，将区域主供电源点分布在供电区域负荷中心，便于未来下级电网建设，优化网络结构，提高供电可靠性。其二，分层分区建设。现代化配电网运行必须考虑分层分区的运行管理，配电网建设应以端系统为核心，将外部电源连接到受端系统，形成一个供需基本平衡的区域，并将联络线与相邻区域相连。在每一个受端系统内部，实际上是以最高等级线路为骨干网络组成区域系统，并以其枢纽变电站为中心，用次一级电压线路将临近的负荷和地区电源连接在一起，成为独立的供电区域，如此形成若干个相对独立，又能相互支援的供电分区结构。合理的分区有利于控制短路电流以及安全经济的实现有功和无功电力的调整和平衡。其三，先布点后增容。土地资源的紧缺是限制配电网建设的一个重要因素，因此，建议配电网建设遵循“先布点后增容”的原则，尽可能的利用目前可以利用的条件，增加电源布点优化网络结构。

3.2加强无功规划

一直以来，普遍地区有功电力和无功电力的协调发展不够，配电网无功功率缺额较大，而无功电力的不足，又会对电网的运行产生了诸多弊端，如电网的功率因数偏低、电压质量差、供电线损率高等，这些都电能质量较低的直接表现，因此为了改变电网中存在的上述问题，除了要合理规划和建设有功电力外，还要切实做好无功电力平衡和无功补偿规划，合理安排无功电源，不断提高电网的安全经济运行水平，以保证电能质量。无功补偿有变电站集中补偿、低压集中补偿、杆上补偿、用户终端分散补偿等多种补偿方式，可根据《电网建设与改造技术原则》，结合各种方式特点进行综合性比较后选用。

4结束语

综上所述，对配电网电能质量进行治理至关重要，它是保证配电网安全、经济运行的必要条件。配电网电能质量治理比较复杂，涉及的影响因素较多，这就要求电力企业根据配电网的实际情况，以及企业的需求和资金的雄厚程度，选择合适的治理技术，切实提高配电网的电能质量。

参考文献：

[1]陈国柱，吕征字，钱照明.有源电力滤波器的一般原理及应用研.中国电机工程学，2011，20（9）：17_2I.

[2]顾建军，徐殿国，刘汉奎。等.有源滤波技术现状及其发展[J].电机与控制学报，2013，7（2）：126-132..