浅析用户电力技术在配电系统的应用

摘要：技术和经济的发展带动了电力在各行各业中的广泛应用，电力已经成为了人们在日常的生产和生活中不可缺少的资源，对经济的发展起着不可替代的作用。本文对用户电力技术进行了介绍，对用户电力技术在用电时存在的一些问题进行了分析说明，对用户电力技术在配电系统中的应用进行了详细的介绍，并结合自身经验提出了相关改进措施，并指出了未来的发展方向，希望可以对电力技术的发展起到一定的参考作用。

关键词：用户电力技术；配电系统；研究应用

中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：

引言

经济的发展带动了各行业对电力的需求，加上电子技术的飞速发展，电力电子技术取得了很大的进步，尤其是在计算机技术和半导体技术日益成熟的条件下，以电力电子技术为代表的高新技术在现实应用中带给了人们很大的便利，这在一定程度上也促进了电力技术的应用和发展，同时对经济的发展也起到了巨大的推动作用。然而用户电力技术在现实的配电系统的应用中或多或少的存在这一些问题，尤其对电力系统来说，本身的特殊性决定了其在安全性能上的特殊性，节能、安全、电力质量这些问题都会阻碍了该技术的推广和发展，因此，本文对用户电力技术在配电系统中的应用进行了详细的分析和研究，对其存在的问题给出了解决措施，并指明了未来用户电力技术的发展方向。

用户电力技术

随着用电负荷不断多样化，很多负荷都具有谐波、非线性以及冲击性等一系列的特征，这写特征对电网上传输的电能的质量影响极大。传统的供电系统已经不能满足用户日益提高的使用要求，因此，用户电力技术应运而生。用户电力技术是根据用户对供电的要求，结合大功率电子电力技术和配电的自动化技术来满足用户的要求的一种先进技术。利用这种技术对电压的调整很严格，而且终端电压不会受冲击的影响，性能十分稳定，同时还可以保证不断电。它的工作原理就是通过对电力的控制和变化技术，为用户提供电能质量好，而且经济安全的电能。要完成以上功能就需要特殊的电力电子器件和它的控制电路。用户电力技术包含以下三方面的内容：

2.1 电力电子技术

用户电力技术就是有效的控制和变换电力能源，将合格的电力能源提供给用户。而要完成这种控制和变换就需要各种功能的电力电子元件和良好的控制电路，所以电力电子技术是最重要的用户电力技术。

2.2 信息的智能控制

在用户电力技术中信息处理技术主要应用在对数据采集、传送、分析，以及对系统的设备进行监控等过程中。利用该技术可以为用户提供所需的各种数据支持。另外在常规的配电系统中会经常发生各种常见的问题，在进行处理时都需要对历史数据和现实数据的对比分析和处理，然后在采用一定的理论方法进行分析，而智能控制技术的很多先进的控制理论包括模糊控制和神经网络控制等都可以为此提供很大的帮助。

2.3能量储存技术

能量储能技术能够提供能量的缓冲和平衡，作为用户电力技术的主要内容之一，对该技术的发展起到了很大的促进作用。目前常见储能技术主要用各种电池进行能量的缓冲和储存。

用电过程中存在的问题

用户电力技术的运用为生产和生活带来了很大便利，但是在配电系统中还是存在着一些问题影响着配电系统的应用。最主要的问题体现在电能质量、节约用电和安全运行三个方面。

首先是电能质量问题。电能质量问题包含供电电压的质量和电网的干扰两方面的问题。前者主要指电压和频率存在偏差，以及电压波动、骤降、畸变，三相电不平衡等多方面的问题。电网干扰包含对电网的冲击、波动影响，以及短路、谐波电流对电网的干扰。

其次是节约用电问题。侧电压偏高会造成用电量的增加，引起不必要的浪费，而且过高的偏电压还能加快设备的老化，影响其寿命。在实际应用中，用电设备的运行功率因数都比较低，导致了无用电能损耗，有些严重的还能会损坏设备。因此应该加强对用电设备运行功率系数的管理。

最后是安全问题。继电保护装置在提高了用电设备的安全性和保障配电系统的安全运行方面发挥了很大的作用。但是它的缺点同样明显，机械开关的反应时间过长，在遭遇短路时电压骤降时间长会导致其他设备的故障。另外，机械开关因为不能控制投切，所以在投切时容易引发故障。

4、解决措施

4.1 对配电系统的综合测试与评估

该技术包含的内容较多主要有以下几种:

(1)对电力网络的阻抗的精确计算以及对各母线的短路电容和电流的计算。

(2)主要是限值的计算，包括供电节点的电压质量的限值和各种外界负荷队系统的限值。

(3)测试设备的电磁兼容特性，对电路的运行做评估。还要测试各节点的电压质量的好坏。

(4)通过对系统的评估找出存在的问题并给出解决措施。

4.2 对电能质量的控制

电能质量的提高对供电系统来说十分重要，为了提高供电质量的水平，利用电压源或者电流源的逆变器来快速精确的对配电系统的供电能力和质量进行控制。电能质量的控制技术主要有以下内容。

表1 主要的电能质量控制技术

4.3 电力电子控制器

电力电子控制器由静态开关和静态补偿器构成，固态断路器和转换开关构成了静态开关。静态补偿器分为并联、串联和混联。由于配电容量的不断加大,导致机械开关很难满足用户要求的快速切断的要求，具有很快的电流关断能力的固态断路器受到了人们的关注，它能够提高供电系统的稳定性。它的开断时间在0.3ms左右,在0.25Hz 以内实现电线与备用电线的切换，完全能够满足电压电流要求的瞬间关断特性，有效避免过压的出现。还可以降低以前由于担心过压而设置的相关设备的绝缘水平，降低了设备的损耗率。因此，固态开关可以明显提高配电系统的安全水平。并联补偿器可以实现对供电系统中电流的有效补偿，消除负载畸变；串联补偿器主要去除系统的电压波动，减少谐波；混合补偿器能够弥补串联、并联的缺陷，解决存在的各种问题。用户电力技术能够解决配电系统中的问题，但是要相互协调各器件才能保障系统的正常工作。

5、未来的发展方向

5.1动态调节技术

动态电能质量调节技术是利用逆变器,连续准确的控制配电系统中所传输的电能,从而有效提高供电的质量。动态调节技术包括串联补偿装置DVR、不间断电源、并联有源滤波器、DS—STATCOM和串并联混合的DS—Unicon等。静止无功发生器DSTATCOM是目前国内最新研制的一种装置，可以有效的解决电压骤降的问题。动态电压恢复器的原理图如图1所示，它主要应用在供电网和负荷之间，一般采用串联样式。如果供电网罗的供电正常，那么逆变器侧升压变是一直处在短路的状态,系统在低损耗旁路状态运行。如果检测到供电网一侧出现了不正常的电压骤降或骤升,那么这个动态电压恢复器就可以迅速做出响应,将一个另外的交流电压注入串联回路中补偿,使补偿后的电压与骤变以前保持一致。

图1动态电压恢复器基本工作原理

5.2 超导储能技术

在新能源的开发中，都需要利用电力装置把电能转化成同步的三相电才能使用。超导储能(SMES)是一种最新的储能技术，它具有储能大、效率高、充放电等多种优点,能够很好的应用在有功功率的调节系统之中。如果将该技术应用到能源匮乏的地区，SMES系统的应用可以明显提高供电质量和安全。因此这也是以后会重点发展的一个方向。

5.3固态断路器

固态断路器能够保障电力系统的安全运行。还能够用FACTS和DFACTS技术实现对电力网络系统的快速精确的控制。尤其是先进的大功率电力电子器件的广泛应用会促进固态断路器的关断容量的不断提高；另外，伴随着混合式断路器和半导体材料的不断发展,断路器的损耗也会随之明显减少。

6、总结

用户电力技术作为新兴的一种技术，对传统技术而言是一种有利的补充，但是在实际的应用中还是存在着一些问题，在使用新技术的过程中要每个细节都要万分注意，为保证配电系统的安全一定要做好安全措施。另外不断的增加对新技术的研究，不断提高我国电力系统的技术水平。本文对用户电力技术进行了介绍，对用户电力技术在用电时存在的一些问题进行了分析说明，对用户电力技术在配电系统中的应用进行了详细的介绍，并结合自身经验提出了相关改进措施，并指出了未来的发展方向，希望可以对电力技术的发展起到一定的参考作用。由于水平有限，所以若有不妥指出还请指正。

参考文献

[1] 顾东亮.用户电力技术应用[J]. 黑龙江科技信息. 2010(23)

[2] 李亚峰,蒋奋翘.电力电子技术发展的新趋势[J]. 浙江工商职业技术学院学报.2009（3） [3] 金广厚.用户电力技及其在电力市场环境中的应用[J]. 大众用电. 2004(11)

[4] 邱昆.电能质量在电力市场条件下的问题分析[J]. 华电技术. 2008(12)

[5] 石华军.电能质量和用户电力技术的发展动态[J]. 浙江电力. 2004(05)

[6] 严干贵,黄亚峰,姜齐荣,黄民聪.未来的用户电力技术[J]. 电站设备