電能質量評估體系的探索

李其昌

摘 要：在電力系統建設規模不斷拓展以及電網中各種非線性負荷不斷增加的情景下，電能質量的監測、管控效果已經受到設備各個行業的廣泛關注。本文在對電力系統電能質量評估概念與意義進行闡述的基礎上，從不同評估方法之間的關系以及評估體系架構兩方面對電能質量評估體系架構進行探究，最后以電能質量綜合評估方法的應用流程以及在地區電網中的評估方式進行解析。

關鍵詞：電力系統 電能質量 評估體系 綜合評估方法

中圖分類號：F426 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）01（c）-0192-03

在社會經濟與科學技術迅猛發展的時代中，非線性負荷被大規模應用以及新能源發電企業不斷崛起，均會使電力系統在運行期間出現電能質量問題，一般體現在電力電子設備對短時間內電壓下降以及中斷產生一定反應，特殊情況下會使數據信息遺失的問題衍生出來，使用電戶遭受不必要的損失，故此其對電能質量提出更高的標準。電能質量評估體系的構建與應用能夠對用戶電能質量進行全面性評估，確保電力市場運行的有效性。單項評估和綜合評估為新時期下電力系統電能質量評估體系的重要組成部分，本文進行詳細解析。

1 電能質量評估

電能質量評估實質上就是對電力用戶的用電環境的評估，具體涵蓋了電壓質量、電流質量、供電質量、用電質量等數個方面，電壓、電流、頻率、功率、諧波、閃變等為電能質量評估過程中的重要參數。

為了使電能評估質量有所保障，可以采用電力系統電氣設施運行參數的測量結果或建設仿真模型以取得相關數據資料以后，對電能質量多樣指標進行評估，辨識其是否與有關要求或標準相匹配[1]。對電能質量的評估一般包括選用相關規范或電能供應方與使用方商定的數據信息、收集電能質量信息、選擇評價標準并確保相關目標或級別的明確性，對電力系統電能運送質量進行評估，可以被理解為對電力系統運行效率與電能供應效果的綜合審評，在約束電力企業行為方式，監管其運行模式以及維持公共電網電能質量環境安全性提供有效依托，也是推行質量管控的基礎憑據、電能質量檢測的工具。故此，電能質量評估可以被視為電能質量研究中不可或缺的重要環節。

2 電能質量評估體系架構

2.1 不同評估方法關聯性探究

在明確電能質量評估目標與內容以后，就能夠對單項評估、綜合評估、指標量化評估、等級評估、監測點評估以及公眾評估等不同方式間的關聯性有初步性認知，如下進行相關解析。

2.1.1 參照指標內容、空間層次

參照指標內容、空間層次與結果形式的不同類別外部之間關系是橫向、兩兩交錯的。不管是單項評估，還是綜合評估，其呈現出的結果均可以被量化，也有級別之分；監測點評估或系統評估涵蓋的內容可能是單項的，也可能是多項的，還可能是對電能質量整體情況的綜合性評價。

2.1.2 參照應用服務類別

參照應用服務類別細化為兼容評估與規劃評估、參照面向用戶可以細化為定制評估與公眾評估兩種類型，其內部間存在橫向平行的關系。其可以是參照指標內容、空間層次與結果形式類別的任何一種方式。

現場實地檢測并采集與電能質量相關的基礎性數據，并對現場實際檢測并收集的電能質量基礎數據，經不同指標內容、空間層次和結果方式采用縱向測算的方法以后，評估產生的結果最后會呈現在現實應用場景中，進而實現電能質量評估的目標。上述過程便是平行的不同應用模式或服務的橫向評估方式，電能質量可以被視為呈現電力企業與電力用戶間限值規定的兼容評估（包括定制評估和公眾評估），并且也是電力系統內部管理目標限制與特質負荷接入系統評估背景值的計劃評估模版，或是他類電力產品研發過程中的應用型評估資料等。

2.2 評估體系架構

在對不同評估方式間關聯性有所了解的基礎上，可以從純數據處理技術視域與應用服務視域去洞察電能質量評估的整個過程如圖1所示，繼而可以建設一個電能質量評估體系構架如圖2所示。

該評估體系架構從兩個視域出發可以被細化為專業技術層與應用服務層兩個層次，前者是后者運行的重要基礎與支撐，應用服務層可以被視為專業技術層評估結果的映射結果。在圖2的示意圖中，專業技術層是從橫向上對電能質量按照空間層次、指標內容和結果形式的差異性評估，雙向箭頭代表對象間在數據信息上存在互動關系，在縱向箭頭的承接下一個從下至上的評估程序產出。應用服務層面對的對象為電力用戶與電力公司，采用差異性的應用條件限值為基點，供應電能質量評估應用與服務的處理單元，內容大體上涵蓋了兼容評估（特點評估）與規劃評估，以及電氣設備設施應用年限的預測、運轉、可傳導容量的明確以及他類應用服務的研發，其重點內容是對用電大戶以及部分關鍵用戶的定制評估以及對絕大多數用戶的公眾評估。

評估架構還包括了電力公司與電力用戶以及一個電力資源管理的中間機構這兩個市場主體，只有在服務層評估體系的協助下才會對電能供應與使用對象兩者的關系有一定認識[4]。換言之，就是采用應用服務層與電力企業或電力用戶重視的電能運送質量問題與現實需求等信息傳遞出去以后，專業技術層以應用服務層的具體需求為基點，對基礎監測數據信息進行預處理，接下來在把獲得的結果傳遞給應用服務層，借此方式獲得最終的應用評價結果。例如專業技術層監測點評價中獲取到的THDu的周10min方均根值的CP95值，就可以不加修飾的呈現在應用服務層并設置為兼容指標，和相應的限值進行對照。

電能質量評估體系架構的構建將各類評估方式囊括其中，設定了內部不同層面以及不同區域的職能和輸出方式，呈現出內部各要素之間以及內外部之間的關聯性與接口界面。

3 電能質量綜合評估方式的具體應用

3.1 綜合量化評估方法

綜合量化評估方法具體是對多樣化指標的評價，對不同單項評估指標進行量化評估是基礎步驟，繼而借助賦權方法對不同項評估指標按照重要性程度進行配置，再加權不同單項指標的量化值獲得綜合指標值，該綜合指標值等同于綜合量化評估值或電能質量評分。綜合量化評估值可直接被應用在不同供電點間或同一供電點不同時段內電能質量的比較，對數個供電點電能質量進行科學排序。

綜合量化評估方法的應用流程可以做出如下概述：明確評估對象是基礎，繼而確定評估指標體系，然后確定評估方法，接下來采用賦權法配置評估指標權重，最后構建評估模型，并測算綜合量化評估值。

3.2 綜合量化評估方法

綜合等級評估方法的應用宗旨是評估受評對象電能質量的等級。首先參照質量水平把電能細化成數個級別，并設定不同級別對應的指標集，繼而參照評估對象的電能質量指標集測算其和其他級別的間距，借助對比與判定環節明確受評對象的級別。

3.3 電能質量綜合評估方式在地區電網的評估方法

3.3.1 縱向評估方法

縱向評估實質上就是面對同一對象在不同時間點的比較。電能質量的縱向評估多用在供電公司的不同年間電能質量的比較方面上，有助于供電公司在適宜的情況下逐漸優化電力系統的運轉條件。

3.3.2 橫向評估方式

橫向評估面對的是數個對象，在同一時間段對其間存在的關系進行對比。電能質量的橫向評估多數被用在電力系統內不同位置或不同變電站間的電能運送效率對比等方面上，也能夠協助電力用戶在選擇接入系統最佳區段發揮一定導向。

3.3.3 縱橫向評估方式

縱橫向評估方法面對的是數個對象，在不同時間點的整體水平進行對比。和橫向評估方法相比較，電能質量的縱橫向評估方法最大的優勢體現在對受評對象過去與現在數個時間點的靜態水平與上漲狀況進行動態式評估方面上，將受評對象過往運轉目前運轉水平整體性彰顯出來，將優良的、平穩發展的對象擇選出來進行評估。縱橫向評估方式涵蓋了數個時間點的電能質量動態整體評估結果，從單項評估指標到變電站、區域電網按照一定的級別匯集數據信息，從而確保區域電網的評價結果能夠整體性的、動態式的將電能質量水平呈現出來。

雙激勵控制線導入綜合量化評估方法中以后，可以達到對受評對象某一時間段中動態式評估的目標。在雙激勵控制線的信息集結算法的協助下零散性的點轉型為單位時間段中連貫性的曲線，兩條正負激勵線分別被導入，對于處在正激勵線以上的部分進行適度“獎勵”，對于處在負激勵線以下的部分進行合理“懲罰”，在正負激勵系數進行加權求和以后獲得不同時間段中最新評估數值，經由時間因子對新評估數值采用加權求和的方式獲得受評對象全程的動態綜合評估值。在上述過程中，決策者可借助差異性的評估計劃從不同的視域出發對電能質量進行整體性評價。

4 結語

本文以專業技術層和應用服務層的不同視覺為基點，解析不同評估方式的關聯性并建設分層式電能質量評估體系架構，彰顯了內部不同評估方式之間以及內外部之間的關聯性，明確了不同層面與不同區域的職能與輸出方式。綜合量化評估體系的應用，協助電力企業獲得一個量化值，達到了對評估對象間比較的目標，在供電公司電能質量考評、用戶選擇供電點發揮指導作用。

參考文獻

[1] 姜蘇娜，方杰，林勇.基于可信性理論的風電場電能質量模糊綜合評估[J].質量技術監督研究，2017（4）：2-7，10.

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[3] 付學謙，孫宏斌，郭慶來，等.能源互聯網供能質量綜合評估[J].電力自動化設備，2016，36（10）：1-7.

[4] 鄭婷婷，王海霞.基于PSASP的牽引站電能質量預測評估[J].內蒙古電力技術，2016，34（4）：11-16.