工業園區電能質量相關性分析

李潔+黨曉圓

摘 要：具有重負荷工業用戶的工業園區擁有大量大型用電設備，在其啟停和運行過程中會對電網的電壓質量產生影響，可能對園區其它電氣設備的正常工作和供電系統的安全可靠運行造成危害，因此對這類工業園區的電能質量進行分析研究具有工程實踐指導意義。本文選擇了重慶市某工業園作為研究對象，對園區供電變電所和園區內典型重負荷企業煉鋼廠的電能質量進行了數據采集，并在Matlab中搭建煉鋼廠與園區供電變電站電能質量相關性分析仿真模型，研究煉鋼廠電能質量問題對園區變電站供電的各企業的電能質量產生的影響。

關鍵詞：工業園區；電能質量；Matlab建模；相關性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.129

0 引言

隨著我國經濟的飛速發展，建成了大量工業園區，工業園區的供電電能質量影響園區各企業的生產運行，嚴重時可能造成產生廢品，引起較大的經濟損失。特別是具有重負荷工業用戶的工業園區，重負荷企業擁有大量大型用電設備，在其啟停和運行過程中會對電網的電壓質量產生影響，可能對其它電氣設備的正常工作和電力系統的安全可靠運行造成危害。因此本文以重慶市某工業園區為案例進行分析，通過采集電能質量數據分析，評估園區的典型重負荷企業對園區內電能質量影響。

1 電能質量相關性分析方法

本文采用最小二乘法線性回歸進行相關性分析，在工程中大量此方法進行相關性分析，其計算方法如下：

2 鋼廠對工業園區電能質量影響分析

為研究重負荷企業對工業園區的電能質量影響，前期對工業園區內的典型重負荷企業煉鋼廠進行了電能質量數據采集，并對為園區供電的變電所進行了數據采集。根據采集數據對煉鋼廠與供電變電站進行了電能質量相關性分析。

根據110 kV變電站方提供的資料，將變電站內的三相三繞組變壓器歸算至中壓側（38.5kV）得到的等值電路模型如圖1所示。

煉鋼廠與變電站的中壓側（即2號接線點）相連。圖1為在Matlab中做的有關煉鋼廠和變電站電壓相關性分析仿真模型。變電站用變壓器的電壓有效值為38.50kV， 根據調研數據煉鋼廠可用電阻表示，其電阻值147.59Ω，輸電線路可用電抗表示，其電抗值為5.535Ω，并在煉鋼廠一側加有一電流源作為干擾信號。

根據電路原理相關知識可計算得未加干擾源時變電站與輸電線路相連的節點處的電壓有效值為37.17kV，電流有效值為為259.83A。

利用第前述的最小二乘法線性回歸分析方法，對煉鋼廠發生電流波動與變電站中壓側電壓值進行相關性分析（即2號接線點處電壓與輸入值相關性分析），可得回歸方程為y=-0.03075x+37170，Matlab中得到的的擬合波形如圖3所示。可以看出當煉鋼廠發生電流波動時，為其供電的變電站中壓側電壓值也會發生變化：煉鋼廠外加電流用x表示，單位A，變電站中壓側電壓值用y表示，單位V。由表達式可知其相關性擬合系數高達0.99，即每當煉鋼廠發生電流波動，必然會導致變電站中壓側電壓值發生變化。

因此，煉鋼廠的電能質量情況會對變電站的電能質量情況產生較大影響，即而可知，煉鋼廠的電能質量問題會對變電站供電的各企業的電能質量產生一定的影響。

3 小結

本文通過采用的最小二乘法線性回歸分析方法對煉鋼廠與變電站電能質量相關性進行分析，得出煉鋼廠的電能質量問題會對變電站的電能質量產生影響，從而影響該變電站供電的各企業的電能質量，因此需要對煉鋼廠及工業園區該進行電能質量治理。

參考文獻：

[1]管春.電能質量綜合檢測與分析系統研究[D].重慶大學博士學位論文，2011.

[2]孫軼群.現代化工業園區電能質量分析與治理措施[M].北京：中國電力出版社，2015.

[3]劉毅，周雒維，馮浩.電能質量監測網錄波數據壓縮方法[J].電網技術，2010，34（04）：199-203.

作者簡介：李潔（1987-），女，碩士，講師，研究方向：電能質量分析與治理。