采用定制電力技術(shù)解決配電側(cè)電能質(zhì)量問(wèn)題

摘 要：現(xiàn)階段，配電側(cè)電能質(zhì)量還存在著瞬時(shí)供電短時(shí)中斷，或者電壓驟降或暫升等諸多問(wèn)題，嚴(yán)重影響著用戶用電的穩(wěn)定性。為滿足用戶的用電需求，提高用電的可靠性以及電能質(zhì)量，研究有效的電力控制技術(shù)勢(shì)在必行。本文針對(duì)當(dāng)前我國(guó)配電側(cè)電能質(zhì)量存在的諸多問(wèn)題，重點(diǎn)分析了定制電力技術(shù)在改善電能質(zhì)量中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：定制電力技術(shù) 配電側(cè) 電能質(zhì)量

中圖分類號(hào)：TM711 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）07（c）-0121-01

隨著經(jīng)濟(jì)與科技的迅猛發(fā)展，各種精密、復(fù)雜的用電設(shè)備得到迅速的普及，特別是電力電子裝置的廣泛應(yīng)用，使非線性負(fù)荷得以使用，各種電能質(zhì)量新問(wèn)題層出不窮，對(duì)用戶造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，配電側(cè)的電能質(zhì)量問(wèn)題受到廣泛的關(guān)注。因此，為解決配電側(cè)電能質(zhì)量問(wèn)題，積極探索新的電壓控制技術(shù)已成為當(dāng)前配電工作的重點(diǎn)。

1 我國(guó)配電側(cè)電能質(zhì)量存在的主要問(wèn)題及其危害分析

1.1 配電側(cè)瞬時(shí)供電中斷的問(wèn)題分析

所謂供電中斷，是指在一段持續(xù)的時(shí)間范圍內(nèi)，供電系統(tǒng)的電壓在0.1倍的標(biāo)稱值之下。瞬時(shí)供電中斷是指在0.5周期～3 s的時(shí)間范圍之內(nèi)的供電中斷。短時(shí)中斷持續(xù)時(shí)間約為3 s～1 min，而長(zhǎng)時(shí)間的供電中斷持續(xù)時(shí)間高于1 min。配電側(cè)的瞬時(shí)供電中斷的問(wèn)題通常會(huì)使大中型工業(yè)企業(yè)（如半導(dǎo)體制造業(yè)、石化工業(yè)等）的工藝流程突然中斷，或造成其設(shè)備的停止運(yùn)行，從而造成大量的材料浪費(fèi)，給這些工業(yè)企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)，由于受到工作方式以及物理結(jié)構(gòu)的影響，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備自投開關(guān)的備用電源與主電源之間存在秒級(jí)的切換時(shí)間，也會(huì)導(dǎo)致持久斷電。總體而言，電力系統(tǒng)產(chǎn)生短路故障之后，斷路器重合閘或者斷開是導(dǎo)致瞬時(shí)供電中斷最為主要的原因。

1.2 電壓的驟降或驟升問(wèn)題分析

在現(xiàn)代的電力系統(tǒng)中，由于電流、電壓或者頻率的偏壓，造成用戶設(shè)備運(yùn)行失常或者設(shè)備損壞，是電力系統(tǒng)配電側(cè)電能質(zhì)量的主要問(wèn)題。其中，電壓的驟降問(wèn)題是配電側(cè)電能質(zhì)量的最主要的問(wèn)題。

（1）電壓驟降問(wèn)題。電壓驟降是指在持續(xù)時(shí)間范圍在0.5周期～60 s之內(nèi)，電壓的有效值突然下降。荷載突增、大型電機(jī)啟動(dòng)、沖擊性負(fù)荷的投切（如軋鋼機(jī)、變壓器等的投切）以及電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障（如接地短路故障等）是產(chǎn)生電壓驟降的主要原因。電壓驟降會(huì)嚴(yán)重影響敏感用電設(shè)備的正常運(yùn)行，造成用電設(shè)備的誤動(dòng)作或者是設(shè)備損壞。例如，導(dǎo)致變頻調(diào)速設(shè)備的突然跳閘，或使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)紊亂的現(xiàn)象。電壓驟降已被國(guó)際公認(rèn)為是最為嚴(yán)重的電能質(zhì)量事件。在用戶對(duì)電能質(zhì)量的投訴中，約為80%以上都是由電壓驟降引起的。

（2）電壓驟升問(wèn)題。電壓驟升是指在持續(xù)時(shí)間范圍在0.5周期～60 s之內(nèi)，電壓的有效值突然上升。負(fù)載突降、大型荷載突然切斷以及電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障（如單相接地故障等）是引起電壓驟升的主要原因。相較于電壓驟降而言，雖電壓驟升不常見，但其產(chǎn)生的危害更大。若電壓驟升的持續(xù)時(shí)間超過(guò)一分鐘，就成為過(guò)壓，往往會(huì)造成用電設(shè)備被擊穿，或引起起火等事故。

2 定制電力技術(shù)在解決配電側(cè)電能質(zhì)量問(wèn)題中的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，一部分用電敏感的用戶為了保障供電的穩(wěn)定性與可靠性，獲得不間斷的優(yōu)質(zhì)供電，通常自己采相應(yīng)措施，例如安裝不間斷電源等。但顯然這并不是改善電能質(zhì)量的根本方法，要提高供電質(zhì)量，關(guān)鍵在于結(jié)合用戶的實(shí)際用電需求，供電部門采取有效的電力技術(shù)，提供穩(wěn)定且可靠的電能供應(yīng)。在這一背景下，定制電力技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

2.1 定制電力技術(shù)的概念及其裝置

（1）定制電力技術(shù)的概念。所謂定制電力技術(shù)是指在中壓配電系統(tǒng)中，采用靜態(tài)控制器（或稱為電力電子裝置），并運(yùn)用現(xiàn)代控制技術(shù)與電子技術(shù)，提供能滿足用戶用電特定要求的電力給電能質(zhì)量相對(duì)敏感的用戶的電力供應(yīng)技術(shù)。定制電力技術(shù)對(duì)于改善配電側(cè)電能質(zhì)量，保障向用戶提供優(yōu)質(zhì)供電具有重要的意義。

（2）在改善電能質(zhì)量方面，定制電力技術(shù)采用的裝置。①動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器。用于對(duì)敏感負(fù)荷供電質(zhì)量的改善，主要功能是補(bǔ)償用電設(shè)備電源的電壓閃變以及電壓波動(dòng)。②固態(tài)斷路器。主要功能是當(dāng)電力設(shè)備產(chǎn)生故障時(shí)，固態(tài)斷路器可對(duì)故障進(jìn)行快速動(dòng)作切除，同時(shí)還能夠與其他的電子器件配合使用，消除電力設(shè)備的故障電流，從而使電能供應(yīng)的質(zhì)量提高。③靜止調(diào)相機(jī)與靜止同步補(bǔ)償器。靜止調(diào)相機(jī)的功能主要是對(duì)電力系統(tǒng)的功率因數(shù)進(jìn)行有效地調(diào)節(jié)；而靜止同步補(bǔ)償器是一種電力控制器以及同步電壓源，可以提供比較靈活的電壓控制，從而達(dá)到改善電能質(zhì)量的目的。④有源濾波器。它可以有效地抑制由非線性負(fù)荷引起的電流諧波，從而達(dá)到消除電流諧波對(duì)電網(wǎng)的污染的目的。⑤不間斷的穩(wěn)壓電源。主要用于車站或者銀行等的重要負(fù)荷。

2.2 改善配電側(cè)電能質(zhì)量中，定制電力技術(shù)的應(yīng)用

定制電力技術(shù)綜合考慮了供電質(zhì)量以及電能的可靠性，以用戶能夠感受到的電力的影響作為依據(jù)，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、電力電子技術(shù)等現(xiàn)代高新技術(shù)，科學(xué)合理地運(yùn)用到低壓配電系統(tǒng)中，從而構(gòu)成比較系統(tǒng)的電能質(zhì)量的控制與補(bǔ)償設(shè)備，有效解決了各相電壓不對(duì)稱、電壓的波動(dòng)與閃變以及瞬時(shí)供電中斷等問(wèn)題，從而使供電的穩(wěn)定性與可靠性大幅提高，保障了供電電能的質(zhì)量。

此外，該技術(shù)的運(yùn)用要求用戶的電力設(shè)備，具備有專業(yè)的固態(tài)開關(guān)，確保用戶的電力裝置能夠快速的動(dòng)作，從而對(duì)配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，實(shí)時(shí)地做出反應(yīng)，從而根據(jù)運(yùn)行情況調(diào)整電能質(zhì)量，達(dá)到用戶的用電需求。當(dāng)前，隨著大功率開關(guān)器件以及大功率開關(guān)串聯(lián)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)等各種技術(shù)的日臻成熟，為定制電力技術(shù)在解決配電側(cè)電能質(zhì)量的問(wèn)題方面提供了設(shè)備與技術(shù)的保障。

定制電力技術(shù)要求電力用戶的電力裝置能夠與新型的儲(chǔ)能技術(shù)結(jié)合運(yùn)用，從而將配電網(wǎng)改造成為能夠?qū)崟r(shí)控制以及無(wú)瞬時(shí)供電中斷的靈活的配電網(wǎng)，使電能質(zhì)量得到優(yōu)化與改善，滿足用戶的用電需求。因此，我國(guó)應(yīng)大力推進(jìn)定制電力技術(shù)在解決配電側(cè)電能質(zhì)量問(wèn)題中的應(yīng)用，從而使電力配網(wǎng)的作用得到充分發(fā)揮。

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