用戶電力技術在配電系統中的應用

陳國建

（國網南通供電公司，江蘇南通，226000）

電力質量關系著供電系統是否安全、穩定，在科技的不斷發展下，供電系統日益先進，但也日益復雜，必須有一套安全、穩定，行之有效的配電系統保障用電安全。用戶電力技術的發展，促進配電系統自動化技術的進步，能夠根據用戶的不同需求，更好的處理開關器件的功率，提高電力系統運行效率，推動電力系統進一步發展，保障我國國民經濟的發展。

1 用戶電力技術

電力系統在運行過程中，供電的安全、可靠一直是傳統電能特別關注的問題，在科技信息的推動下，各種先進技術應用廣泛，供電系統的一體化發展使得供電系統一單發生故障就會影響整個用電系統的正常運行。所以，如果用戶電力電子設備的敏感性比較強，容易導致其在多個周期內供電發生中斷，影響電力系統的正常運行，給電力企業帶來加大的經濟損失。而用戶電力技術能夠為用戶提供更加可靠、方便、優質的電力。

2 用電過程中存在的問題及解決的措施

2.1 存在的問題

用戶電力技術的運用越來越廣泛，它能為人們的生產、生活帶來較大的便利，促進電力系統的現代化建設。但是在電力系統的發展下仍然存在較多的問題影響配電系統的進一步發展。這些問題主要表現在節約用電、電能質量以及電力的安全運行等方面，下面我們來做簡單的分析。

2.1.1 電能質量低

目前，在電力系統的運行過程中電能質量問題主要包括電網干擾問題以及供電電壓問題，其中供電電壓主要是指頻率和電壓存在一定的偏差，或者是電壓在運行的過程中發生波動、畸形以及驟降等情況；而電網的干擾主要是指對電網的波動、沖擊影響，還有諧波、短路電流對電網產生的干擾等。

2.1.2 電力運行中節約用電問題

目前，我國用電量比較大，電力資源緊缺，但是在日常生產、生活中，電力資源浪費嚴重，嚴重制約著我國經濟的發展。從電力系統方面來說，測電壓偏高會提高用電量，導致電力的大量浪費，而且偏電壓過高也容易使設備老化，影響設備的使用壽命。在實際運行中一班情況下用電設備的運行功率因數比較低，這樣就會導致有較多無用電能的耗損，甚至會損壞電力設備。所以，必須加強用電設備運行功率系數的管理，減少對電能的浪費。

2.1.3 用電安全問題

用電安全問題一直是電力系統中比較中關注的話題，在繼電系統中繼電保護裝置能夠有效提高用電設備的安全性，保障配電系統的安全運行。但是繼電保護裝置的應用過程中也存在比較明顯的缺點，比如機械開關的反應時間比較長，如果遇到短路的情況，電壓驟降時間比較長，容易引發其他設備故障。其次，機械開關很難控制投切，所以電力系統在投切的過程中容易引發故障問題。

2.2 解決的措施

電力技術中這幾個方面問題的存在制約著電力技術的進一步發展，這些問題的解決首先需要對配電系統進行綜合測試與評估，主要利用精確計算對測試設備的電磁兼容特性和電路的運行進行評估，測試節點電壓質量的好壞，通過對電力運行系統的評估找到存在的問題，而后進行針對性的解決；其次是對電能質量的控制，可以利用電壓源和電流源的逆變器對配電系統的供電能力和質量進行有效的控制；再次，利用電力電子控制器對系統進行控制，能夠滿足電壓電流要求的瞬間關斷特性，防止出現過壓現象，降低設備損耗率，有效提高配電系統的穩定性和安全性。

3 用戶電力技術在配電系統中的應用

圖1 、多維度電力用戶特征精細化研究流程

隨著科技的發展，人們對電力系統的要求越來越高，用電負荷逐漸多樣化，很多有諧波和不平衡的非線性、沖擊性負荷使電能質量更加低劣，傳統供電系統不能適應現代電力技術的發展，必須利用新型電力技術來滿足用戶用電需求。用戶電力技術在配電系統中的應用能夠較好的實現這一要求。

3.1 電力電子技術的核心應用

用戶電力技術的重點內容是對用戶所提供的電能進行變換和控制，以便能夠使之成為負荷用戶要求的電能，做好標準化、合格化以及效能化。電能的控制和變換的關鍵是電力電子元件和具有控制作用的電路，所以電力電力技術的核心是電力電子技術的。

3.2 信息處理與智能控制

用戶電力技術所涉及的面比較廣，特別是對信息處理方面的涉及面較廣，包括供電系、配電系統中數據的采集、傳送、分析處理以及資源共享等。在操作過程中對供電系統中機械設備的控制和監測。需要對信息處理技術進行深入的分析和應用，為用戶電力系統提供信息支持平臺。但是電力技術在運行中也可能存在一些問題，比如優化運行問題、故障處理問題等這些問題的解決都需要用到相關歷史和現實數據，用戶電力技術中人工神經網絡技術給該問題的解決提供了加大的技術支撐，能夠有效解決此類問題。

3.3 能量存儲技術的應用

能量存儲技術主要是對電力技術中能量進行的緩沖和平衡的一種手段，在用戶電力技術中占著重要的作用，比如，碳化鈉電池作為一種電能儲存手段為用戶電力技術的發展和應用提供良好的基礎，促進電力技術的進一步發展。

3.4 實現電力需求響應精細化

在電力系統發展的過程中，電力需求響應有諸多的優勢，而在電力需求響應實施的過程中，對用戶的用電特征提出了要求，本文針對用戶用電特征及需求響應策略的精細化研究進行分析，從多維度等角度對智能電網環境下的用戶用電特征及需求響應策略等內容進行分析研究。隨著電力的發展，智能化設備和先進的理論在電網、電力系統發展中廣泛的應用，例如DSM理論、計算機技術、網絡技術等。經濟的發展，推動了電力系統、電網的發展，也增加電力系統用電戶信息，同時也為電力系統的運行增加了很多環境因素，為了保證電力系統的有效運行，對用戶的電力負荷進行有效的控制，需要對用戶用電特征及需求響應策略進行精細化的研究和分析。

在電力用戶用電特征的精細化研究中，采用多維度分析，例如時間維度、響應維度、類屬維度等。時間維度分析，主要是對電力用戶激勵型需求響應的潛在用戶進行精細化的研究，將單個用戶的長期負荷作為研究的對象，對其負荷產生的情況、中斷容量、中斷時間等信息進行分析評估，制定適合的需求響應策略。

響應維度分析，是對價格需求響應中存在的潛在電力用戶進行精細化研究，對用戶在用電高峰期的電價響應率進行分析，采用一定的方法，減少用電高峰期用戶的使用量，并通過仿真建模，將給定電價下的用電戶的響應情況進行分析。

我們以基于響應維度下的電力用戶用電特征的精細化研究分為為例，進行精細化研究實例分析。選擇2014年某紡織企業每天24點時的電力負荷數據，作為研究中的特征向量，共有205組數據，將其中非正常的數據剔除后，剩余的數據有185組。對這些數據進行整理，然后在進行各類符合情況的分析。本次研究中的185組數據分為5類，然后基于DSM理論，以及用戶電價需求響應，確定響應維度研究中峰平、峰谷、平谷三個負荷下的轉移率λ1、λ2、λ3，對電力系統中用戶在峰谷時電價響應情況進行評價。

本次研究中的數據兩大，用戶數量大，無法針對每個用戶做出仿真檢驗，得出符合轉移率，所以只能通過分組，并選擇其中幾組數據進行仿真模擬，得出用戶的響應情況。我們以λ1、λ2、λ3三個負荷轉移率為特征向量進行電力用戶一次負荷的轉移率計算。結果如下表：

表1、各類用戶數據的符合轉移率

?

其中某一個電子設備在需求響應前、需求響應后的負荷率分別為0.847、0.874，,峰谷差率分別0.361、0.237。由以上這些數據，可以將用戶的峰谷電價需求響應的真實情況進行分析研究，也由此說明本研究采用的方法可以對電力系統的電價制定、效益評估等進行提供有效的信息。

5 結語

綜上所述，科技革命以來，經濟和技術的發展大大促進了電力在各行各業中的廣泛應用，電力逐漸在公民生活、生產中起著重要的作用。特別是在信息技術與計算機技術快速發展的當今社會，電力電子技術為給人們的生活帶來較大的方便，促進電力技術的進一步發展。與此同時，電力系統在如此好的發展環境下仍然存在一些問題，比如電力系統的安全性、電力質量以及節能環保等問題，所以必須對配電系統中的用戶電力技術進行分析，找到解決問題的方法。以上本文關于用戶用電過程中存在的問題有所分析，并在此基礎上探討了用戶電力技術在配電系統中的應用，以供參考。

[1] 王丹,毛承雄,陸繼明,陳迅,曾杰,張俊峰. 直流配電系統技術分析及設計構想[J].電力系統自動化,2013,08:82-88.

[2] 徐立軍,王維慶.用于改善暫態電能質量的用戶電力技術的研究[J].自動化儀表,2013,09:43-47.

[3] 武博. 用戶電力技術的應用及發展分析[J].產業與科技論壇,2014,05:131-132.

[4] 張濟韜,郝思鵬,楚成彪,劉少凡. 配電網電能質量分析及其治理技術[J].電工電氣,2014,11:1-5.

[5] 孔祥玉,趙帥,賈宏杰,姜濤.智能電網中電力設備及其技術發展分析[J].電力系統及其自動化學報,2012,02:21-26.

[6] 周岐崗. 定制電力技術在解決配電側電能質量問題中的應用[J]. 煤炭技術,2012,12:50-51.

[7] 王瓊,朱興旺,朱士珍.基于分布式發電技術的配電系統保護研究[J].電子制作,2014,20:196.

[8] 商少鋒,陳識微,蔣魯軍.電力系統FACTS及配電網Custom Power技術[J].電氣時代,2008,02:62-65.