新型电力系统电能质量扰动分析与抑制技术

新型电力系统电能质量扰动分析与抑制技术

陈慧铭

身份证号码：410922198707044526

摘要：随着社会的进步，在电力系统中，谐波污染已经成为一种非常严重的污染问题，对电力系统运行质量产生了严重威胁，不仅扰乱乐部分设备正常工作，还可能造成通信电路混乱，降低通信电路工作质量。由此可见，谐波污染已经成为当前急需治理的污染问题。

关键词：新型电力系统；电能质量；扰动分析；抑制技术

引言

在人们的生产和生活中，电能是特别关键的能源，对于人们的生活质量提升和国民经济的发展都有着关键的作用，它作为特殊产品，其质量如何对于人们的生活质量和生产效率的提升，都有十分关键的影响。所以，对电能质量而言，社会各界越来越着重关注，而把握和应用好电能质量提升的技术和控制策略，是使电能质量得到有效改善的根本途径，同时也是为用户用电提供了切实有效的条件。

1影响电能质量的因素

有许多因素都能对电能的质量造成不利影响，其中最主要、影响最大的因素主要包括以下方面。电压偏差。就是实际电压和理想电压的差距过大，两者之间相差的百分比。电压偏差的计算方法是两者之间的差值比上理想电压结果的百分比。由于电压在运输过程中做了无功负荷，导致了电力系统中的电力运行方式偏离原定路线，所以导致了这种现象的发生。一旦电压偏差出现，会对电力用户所使用的大多数电器设备造成一定程度上的损耗，从而使电器的使用时间大大减少，一般受影响最大的是照明设备、发光灯具和各种类型的电动机。电压闪变与波动。电压的波动主要是平均电压在一定时间内进行的连续起伏的水平，而电压闪变是由于电压的不规律起伏从而造成了照明灯具的忽暗忽明，对人产生了一定的影响，这种现象就称为电压闪变。电压波动的现象可独立发生，而电压闪变多数都是由于电压波动造成的。一般情况下，很多有着敏感电压变化的机器最容易由于电压的不规律起伏而造成一定程度的损害，例如像计算机这种对电压的要求较高的设备。如频繁地出现电压闪变，不仅会对照明工具造成一定的损害，还能对用户的身体健康和眼睛产生不利影响。电压骤降与中断。电压骤降主要是电压在极短时间内飞速下降到一定数值并快速地回复到原来电压的一种问题，电压中断就是电压在平稳运行过程中突然中断并跳闸，这种现象造成的后果十分严重，用户在电器使用过程中如果出现电压中断现象，很可能会造成计算机的数据丢失、电器的损害等，而出现这种现象多数是由于多个大型设备的全压进行而造成的。频率偏差。和电压偏差大致相同，即同样是实际与理想的差距过大，从而造成了一定的影响。造成这种故障的原因主要是电压在输送过程中各方面的不平衡所造成的，这种故障会对设备造成重大影响，其主要是大型设备。许多大型电力方面的事故造成，都是由于发生了频率的偏差。

2新型电力系统电能质量扰动分析与抑制技术

2.1基于物理层调制/解调抗干扰分析

电力通信非线性导致解调极为复杂，采用复杂的均衡技术将增加成本。以往调制技术对参信道内脉冲干扰和多径效应的抑制已经不满足实际需求，因为受到信号功率影响，电力线通信调节方案主要以低信噪比达到允许误码率范围，扩频技术则通过频谱拓展借助低频率的频谱信号进行再次发射，能够有效抑制空中、电台短波辐射所产生窄带干扰，具有衰减能力大、抗噪声性能强、秘密通信等优势。但随着信号频谱逐渐拓宽，将导致有线宽带中可用信道的数量逐渐减少，同等码元在大量信道内传输，将对其传输速率产生影响。另外，扩频技术对宽频谱脉冲噪声进行处理时，小幅度扩频信号将被宽频带噪声所覆盖，导致信号的接收出现错误，可借助FEC技术检错和纠错，而信道编码导致信号频带再次扩展将造成扩频效益逐渐下降，所以，扩频技术的应用受到一定的限制。另外，OFMD技术在较高频谱中具有较大利用率，具有传输速率较快，满足高速PLC应用需求，同时对抗脉冲干扰、多径干扰具备一定优势。

2.2数据链路层抗干扰分析

PEC和交织技术。电力线通信信号传输中，受电磁兼容的限制将对发射功率产生影响，当发射功率较低时，影响信噪比，一定信噪比可以抑制背景噪声，但是无法克服脉冲噪声。FEC、交织技术在一定程度上可以遏制脉冲信号。信道编码可以提升通信效果，发送端不需要向接收端提供额外信息，发送待发信息前附加冗余位，在接收时，冗余信息可以借助一定规律纠正错误，常用纠错码包括卷积码、分组码与Turbo码。信道编码可对随机性的错误进行处理，但PLC脉冲噪声所产生频率响应将出现严重衰落，导致突发问题。交织技术可使突发错误转变为随机性，对脉冲干扰加以有效抑制。借助交织器与递归系统编码器，保证Turbo编码器可以输出较大码重。在1995年便有相关学者对LDPC进一步研究。LDPC属于线性的分组码，属于稀疏矩阵，通过研究发现相比于Turbo码，不规则LDPC性能更好。在PLC模型中借助注水原理，有效降低信噪比的分布不均情况，发送端有效获取信道状态参数，便于对LDPC进行分配。因为PLC网络电视协议，和高质量视频需要具备应用层纠错机制保障，所以脉冲干扰所导致突发错误造成通信困难。另外，多址接入技术。该技术中CDMA方案在电力线通信中具有较高的优势。CDMA保留扩频技术优点，并具备高频率利用、高传输速率等优势。应用IDMA技术，在保留CDMA技术优势的同时将脉冲噪声突发错误转变为随机性，可以在资源受限、严重干扰信道中传输信号，提升信道利用率，提供更加优质的服务。另外，脉冲调整综合CDMA在高数据传输中允许进行多用户传输。

2.3结合具体情况有针对性的抑制谐波

为了使电能中的谐波干扰和污染得到有效解决，要从技术层面有针对性地抑制谐波，从具体的工程现场实际运行情况来看，已经有很多方面的方法能够解决此类问题。具体而言，相关方面的方法主要体现在2个方面。（1）进一步增加换流装置的相数。换流装置是整体供电系统中主要的谐波源之一。从理论方面来看，换流装置在其交流侧与直流侧产生的特征谐波次数分别为pk+1和pk（p为整流相数或脉动数，k为正整数），当脉动数由p=6有进一步的增加，达到p=12，在这样的情况下，它所呈现出的特征谐波次数就可以在很大程度上切实消除幅度相对来说比较大的低频项，使谐波电流的有效值得到有效的降低。无源滤波法和有源滤波法。为了进一步降低谐波对于供电系统的直接影响，有效保护电气设备，要着重从谐波产生源头抓起，切实有效地在谐波源附近规避谐波电流的产生，通过这样的方法能够使谐波电压得以降低。（2）要从根本上有效避免谐波电流危害和安全隐患。首先要采取被动防御的方法，在产生谐波电流的基础上，采取传统的无源滤波法，最大程度地减少谐波对电气设备的危害。第二，主动出击，在最大程度地避免出现谐波电流，也就是通常所说的有源滤波法，通过关断电力电子器件产生与负荷电流中谐波电流分量大小相等、相位相反的电流，从根本上有效消除谐波。

结语

综上，由于科技的飞速发展，许多高科技设备也应运而生，所以对电力的要求也越来越高，解决好电能质量问题的同时，也能够推动社会的科技发展。由于电能质量所包含的内容太多，而每一项都是不可忽视的内容，所以在进行电能质量的提高和完善过程中一定要警惕起来，找到其中所存在的问题对症下药，早日使我国的电力发展更上一个台阶。

参考文献

[1]张宁.电力系统提高电能质量的策略研究[J].农机使用与维修，2021（2）：82-83.

[2]高晓芝.微网控制策略与电能质量改善研究[D].天津：天津大学，2020.

[3]周海亮.统一电能质量调节器检测与补偿控制策略研究[D].天津：天津大学，2020.