電能質量監測及管理

樸磊+韓俊玲

摘 要：隨著我國電力工業改革的完成和不斷完善，電力工業逐漸完成市場經濟的轉軌，競爭機制的促進下，有效地帶動了電力工業的快速發展，以最小成本的付出，實現最大收益的回報是電力工業的生產目標，為了實現這一目標，就需要電力工業做好電能質量的管理與控制，確保電力系統可持續發展。此外，這幾年來，電力工業由于電能質量問題出現的糾紛與爭議越來越多，也需要通過對電能質量進行有效地監控與管理，提升電力系統運行水平的整體高度。文章主要對電能質量的特點和評價進行了闡述，對電能質量監測的目的、完善措施與方法進行了系統的研究，具體如下所述。

關鍵詞：電能質量；監測；目的；措施；方式方法

1 電能質量的特點

電能屬于一種產品，與普通產品有所區別，因此，電能質量也與普通產品質量有所不同，經過總結電能質量有以下兩方面特點：

（1）電能質量的高低，不完全由電力企業所決定，甚至有一些電能質量指標，如電壓波動、諧波等指標，是由用電用戶的干擾而決定的。除此之外，電能質量還會受到意外事故以及外部影響，例如雷擊等無法預測的因素影響。

（2）供電地點不一樣或者供電時間不一樣，會導致電能質量指標的不同，通過這一點，說明電能質量受到時間和空間的限制，屬于一種動態變化的狀態。

2 電能質量的評價

這幾年來，我國電力工業改革不斷完善，電能作為一種商品，需要根據質量制定價格，提供優良質量的電能，才能確保價格的合理性，所以科學、合理的電能質量綜合評價系統，是進行電能評價的有力保障。只有明確電能質量評價的各項標準，才能對電能質量進行有效的管控和監測，與此相對應，只有通過科學、準確的電能監測，才能發現電能質量存在的問題，及時給予解決，保證較高的電能質量。

電能質量評價是一個非常寬泛的課題，一方面電能質量可以從供電的否達標情況進行衡量，另一方面可以通過對指導用戶用電的角度進行衡量。這兩個指標一個屬于技術性指標，另一個屬于服務性指標。其中技術指標主要由三個方面組成，分別為：電壓質量、頻率質量以及供電的穩定性。而非技術指標則是從服務水平方面去判斷電能的質量高低，例如，對供電企業維修及時率、現場施工完成時限與反饋，告知情況等方面，均可以稱為電能服務性質量，服務性質量主要偏重于管理。

3 電能質量監測的認識與目的

3.1 電能質量監測的概念

電能質量監測主要是通過使用達到標準的測試儀或者其他監測設備，對電網中某些重要節點與電能質量有關的指標開展檢測，并根據各項指標的標準值進行對比研究，對原始數據展開分析的過程。

3.2 電能質量監測的目的

電能監測的主要目的有以下幾個方面：

（1）對電能質量存在的問題進行分析，掌握電能質量的變化規律與關系。不一樣的部門對電能質量有不一樣的定義和標準，目前有許多指標沒有制定或者正在制定之中，因此，就需要對監測結果與要求做好維護與管理，做到統一管理，因此，電能質量監測工作需要作為一種長效機制堅持下去。

（2）對電能質量進行全面的研究，對電力系統所產生電能質量的狀況進行分析，對不同的電能質量展開實施測量，對原始數據進行采集，能夠對電力系統的運轉情況進行隨時監測，將數據參數完整記錄，并對電能質量進行動態分析。對整個系統進行優化，達到數據信息的共享，及時掌握電能質量的狀況，當供電設備出現故障之前，監測系統能夠迅速捕捉故障信息，對問題及時做好預防處理與檢修，對于出現的故障，能夠及時找出原因，提供相關解決辦法。

（3）對電能質量進行準確快速的監測。對電能質量進行有針對性的監測，一方面能夠提高技術應用到準確性和快速性，另一方面能夠最大程度的降低成本，提高經濟效益。監測過程中，對電網架構狀況以及運行情況展開優化，達到節能與經濟效益雙提高。

（4）帶動電力企業與國家電力市場的發展。隨著電力企業改革的進一步深入，對電能質量進行定量評價和提供優良品質的電能質量，是未來發展的趨勢。提供質量高的電能也是供電企業與用電用戶共同的心愿，要做到這一個點，首先要做好電能質量監測工作。

4 改善電能質量的措施

提高電能質量，對電能質量進行有效的改善，所涉及的面非常廣泛，為了降低頻率與電壓的偏差，應當提高對電網整個調度的能力，調度實現自動化管理，對其進行無功優化，對電能的負荷情況進行有效的控制，提高新型調壓、調頻的應用力。這幾年來，我國對城市和鄉村電網進行了大面積的改造工程，對全國電網的質量進行了系統性的完善，使得我國電網電能質量得到了大幅度的提高。通過深入的研究，目前對如何抑制諧波、減少電壓波動與閃變等方面已經可以選擇相應的裝置進行有效的解決。比如，目前被廣泛應用的無源濾波器以及靜止無功補償設施等。現階段，許多性能比較高的電力電子元件得到了廣泛應用，美國著名專家hingorani博士，在上個世紀八十年代末期，第一次提出了靈活交流輸電系統，也被稱為柔性交流輸電系統。這項技術通過不斷深入和延伸，出現了配電側柔性交流輸電技術，這項技術是改善電能質量的重要措施之一。配電側柔性交流輸電技術所使用的核心元件1GBT與柔性交流輸電系統的GTO核心元件相比，具有更快捷的開關頻率，此外，該技術對容量的關斷已經達到了兆伏安級別，所以配電側柔性交流輸電技術具備了更為快速的響應能力。現階段主要配電側柔性交流輸電技術裝置有以下幾個方面：有源濾波器，這項技術可以有效的補償諧波的應用。動態電壓恢復裝置，這項技術能夠通過自身具備的儲能單元，在毫秒的時間內，向監測系統將正常的電壓和故障電壓之間的差值迅速注入，是抑制電壓暫降起到了非常關鍵的作用，此外還有固態切換開關等等。

5 電能監測的方式方法

5.1 定期巡檢

定期巡檢措施，一般適用于需要對電能質量的狀況進行及時的掌控，但不需要對電能質量進行實施監測的情況，這種方法一般適用于不具備連續在線監測的場所。

5.2 專項監測

專項監測一般應用在負荷容量變化比較大，或者在電網中發生干擾源接入，或者電網電能質量發生比較大的異常現象，需要對變化前與變化后進行比較的場所。

5.3 在線監測

在線監測一般應用在變電站之中，這種變電站一般屬于無人值班變電站的公共接入點，或者應用于重要客戶的公共接入點的電能質量。

6 結束語

隨著數字化技術和網絡技術的不斷發展與融合，電能質量監測也將逐步數字化、網絡化方向發展，實現智能、集成性的電能質量監測網絡系統。這也會給電能監測技術提出了更高的要求，一方面需要硬件給予支持，另一方面需要電能質量監測技術人員深入學習，不斷更新和提升自身的知識水平。為實現智能化電能質量監測做好準備。

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作者簡介：樸磊（1980-），男，籍貫：遼寧省本溪市，本科，職稱：工程師，研究方向：電能質量。