智能电网条件下的电能质量综合评估

智能电网条件下的电能质量综合评估

沈洁 刘昊玥

国网成都供电公司，四川省 成都市 610041

【摘要】随着经济的迅猛发展和人们生活水平的逐步提高,全社会用电量不断增加,各种新型非线性、冲击性、不对称性用电设备也得到了广泛的应用,新时期的电能质量问题引起了人们的关注。智能电网的建设与运行,一方面为电能质量的综合评估提供了有利的环境,另一方面也为电能质量制定了更加严格的标准。

【关键字】智能电网；电能质量；综合评估

1.电能质量评估

电能质量评估实质上就是对电力用户的用电环境的评估，具体涵盖了电压质量、电流质量、供电质量、用电质量等数个方面，电压、电流、频率、功率、谐波、闪变等为电能质量评估过程中的重要参数。

为了使电能评估质量有所保障，可以采用电力系统电气设施运行参数的测量结果或建设仿真模型以取得相关数据资料以后，对电能质量多样指标进行评估，辨识其是否与有关要求或标准相匹配。对电能质量的评估一般包括选用相关规范或电能供应方与使用方商定的数据信息、收集电能质量信息、选择评价标准并确保相关目标或级别的明确性，对电力系统电能运送质量进行评估，可以被理解为对电力系统运行效率与电能供应效果的综合审评，在约束电力企业行为方式，监管其运行模式以及维持公共电网电能质量环境安全性提供有效依托，也是推行质量管控的基础凭据、电能质量检测的工具。故此，电能质量评估可以被视为电能质量研究中不可或缺的重要环节。

2.智能电网条件下的电能质量综合评估的意义

（1）是评价某个电网或某个供电点电能质量优劣的主要方法。

（2）是进行电能质量治理的先决条件。

（3）是调查干扰源的发射干扰和敏感用户所承受干扰的手段。

（4）是供用电双方制定供电合同及明确电能质量责任的重要依据。

（5）是电能商品按质定价的重要参考。

3.电能质量的影响因素

3.1 电压偏差

系统中各处偏离其额定值的百分比即为电压偏差，电网中用户负荷发生变化或电力系统运行方式发生改变而加到用电设备的电压偏离网络的额定电压。过大的电压偏差不仅影响用电设备的安全、经济运行，更会危害电网的稳定以及经济运行。

3.2 电压谐波与畸变

由于供电系统中采用大量的如电弧设备以及变压器等非线性的电气设备，这些设备都是高次谐波的电流源，在电网中接入这些高次谐波电流源后就会造成系统的电压以及电流产生高次谐波。发电机的电压波形在高次谐波的作用下会产生畸变而降低供电电压的质量；供电电力会由于谐波的存在而造成损耗，从而导致电气设备的损坏而降低了供电的可靠性。较大的波动或冲击性非线性负荷都会引发间谐波电压。虽然间谐波的频率不是工频品类的整数倍，但是抑制或消除其产生的危害却比正数次谐波困难很多。

3.3 电压波动与闪变

电压波动是指电压快速变动时其电压最大值和最小值之差相对于额定电压的百分比，即电压均方根值一系列的变动或连续的变化。闪变即灯光照度不稳定的视感，是由波动负荷引起的，对于启动电流大的鼠笼型感应电动机和异步启动的同步电机也会引起供电母线的快速、短时的电压波动，因为他们启动或电网恢复电压时的自启动电流，流经网络及变压器，会使元件产生附加的电压损失。急剧的电压波动会引起同步电动机的震动，影响产品的质量、产量，造成电子设备、测量仪器仪表无法准确、正常地工作；电压闪变超过限度值是照明负荷无法正常工作，损害工作人员身体健康。

3.4 电压不平衡

不平衡相阻抗、不平衡负荷或两者的组合是导致电压不平衡的关键。不平衡电压在用电设备中引起的大负序电流会造成较高的温升，电压严重不平衡还会造成电动机过热，由于电压不平衡，会是的设备错误的调整变压器的抽头位置，大大降低供电可靠性和安全性。

3.5 电压暂降与电压中断

由于电力系统故障或干活造成用户电压短时间下降到额定值的90%以下的现象即为电压暂降；由于系统故障跳闸而造成的用户完全丧失电压的现象为电压中断。绝缘子闪络或对敌放电主要是由雷击造成的，架空输配电线的瞬时故障以及大型电动机的全电压启动等都会导致不同程度的电压暂降和电压中断，这些都会影响总成电力设备的正常工作并影响用户的正常生活。

3.6 暂时过电压与瞬态过电压

在电力系统运行操作中由于雷电等故障引发的这两种过电压经常发生，会直接危害电气设备的绝缘以及安全运行。

3.7 频率偏差

频率偏差的定义是系统频率的实际值和标称值（50HZ）之差，国际要求电力系统正常频率偏差允许值为0.2HZ，当系统容量较小时可以放宽到0.5HZ。

4 电能质量评估的标准

随着技术以及工业的不断发展，供电中断造成的影响越来越大，因此，电力企业和用户越来越关注电能质量。因此，为了保证供电质量，准确的评定电能质量的好坏以及通过可靠的检测电能质量参数改善电能质量是电能质量研究中的必要一环。IEEE标准和IEC标准是目前国际上流行的两大电能质量标准。在参考两个标准的基础上通过结合我国目前的国情制订了自己的质量标准，主要有以下6项指标：①《电能质量 电压波动和闪变》（GB 12326-2000）；②《电能质量 暂时过电压和暂态过电压》（GB/T 18481-2001）。③《电能质量 电力系统频率允许偏差》（GB/T 15945-1995）；④《电能质量 三相电压允许不平衡度》（GB/T 1543-1995）；⑤《电能质量 供电电压允许偏差》（GB 12325-1990）；⑥《电能质量 公用电网谐波》（GB/T 14549-1993）。

5.智能电网条件下的电能质量综合评估方式的具体应用

5.1 综合量化评估方法

综合量化评估方法具体是对多样化指标的评价，对不同单项评估指标进行量化评估是基础步骤，继而借助赋权方法对不同项评估指标按照重要性程度进行配置，再加权不同单项指标的量化值获得综合指标值，该综合指标值等同于综合量化评估值或电能质量评分。综合量化评估值可直接被应用在不同供电点间或同一供电点不同时段内电能质量的比较，对数个供电点电能质量进行科学排序。综合量化评估方法的应用流程可以做出如下概述：明确评估对象是基础，继而确定评估指标体系，然后确定评估方法，接下来采用赋权法配置评估指标权重，最后构建评估模型，并测算综合量化评估值。

5.2 综合等级评估方法

综合等级评估方法的应用宗旨是评估受评对象电能质量的等级。首先参照质量水平把电能细化成数个级别，并设定不同级别对应的指标集，继而参照评估对象的电能质量指标集测算其和其他级别的间距，借助对比与判定环节明确受评对象的级别。

5.3 电能质量综合评估方式在地区电网的评估方法

5.3.1 纵向评估方法

纵向评估就是面对同一对象在不同时间点的比较。电能质量的纵向评估多用在供电公司的不同年间电能质量的比较方面上，有助于供电公司在适宜的情况下逐渐优化电力系统的运转条件。

5.3.2 横向评估方式

横向评估面对的是数个对象，在同一时间段对其间存在的关系进行对比。电能质量的横向评估多数被用在电力系统内不同位置或不同变电站间的电能运送效率对比等方面上，也能够协助电力用户在选择接入系统最佳区段发挥一定导向。

5.3.3 纵横向评估方式

纵横向评估方法面对的是数个对象，在不同时间点的整体水平进行对比。和横向评估方法相比较，电能质量的纵横向评估方法最大的优势体现在对受评对象过去与现在数个时间点的静态水平与上涨状况进行动态式评估方面上，将受评对象过往运转目前运转水平整体性彰显出来，将优良的、平稳发展的对象择选出来进行评估。纵横向评估方式涵盖了数个时间点的电能质量动态整体评估结果，从单项评估指标到变电站、区域电网按照一定的级别汇集数据信息，从而确保区域电网的评价结果能够整体性的、动态式的将电能质量水平呈现出来。

6.结束语

智能电网条件下的电能质量综合评估模型涉及到电力系统、管理学、市场经济学等 多个学科的知识，是一个系统而复杂的研究课题。

参考文献：

【1】张蔓，林涛，前健，等．2种电能质量综合评估方法的分析比较【J】．电力系统自动化，2008，32(2I)：37-40．

【2】刘颖英，徐永海，肖湘宁，等．地区电网电能质量综合评估新方法明．中国电机工程学报，2008，28(22)：130-135．