采用定制电力技术解决配电侧电能质量问题

摘 要：现阶段，配电侧电能质量还存在着瞬时供电短时中断，或者电压骤降或暂升等诸多问题，严重影响着用户用电的稳定性。为满足用户的用电需求，提高用电的可靠性以及电能质量，研究有效的电力控制技术势在必行。本文针对当前我国配电侧电能质量存在的诸多问题，重点分析了定制电力技术在改善电能质量中的应用。

关键词：定制电力技术 配电侧 电能质量

中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）07（c）-0121-01

随着经济与科技的迅猛发展，各种精密、复杂的用电设备得到迅速的普及，特别是电力电子装置的广泛应用，使非线性负荷得以使用，各种电能质量新问题层出不穷，对用户造成了巨大的经济损失，配电侧的电能质量问题受到广泛的关注。因此，为解决配电侧电能质量问题，积极探索新的电压控制技术已成为当前配电工作的重点。

1 我国配电侧电能质量存在的主要问题及其危害分析

1.1 配电侧瞬时供电中断的问题分析

所谓供电中断，是指在一段持续的时间范围内，供电系统的电压在0.1倍的标称值之下。瞬时供电中断是指在0.5周期～3 s的时间范围之内的供电中断。短时中断持续时间约为3 s～1 min，而长时间的供电中断持续时间高于1 min。配电侧的瞬时供电中断的问题通常会使大中型工业企业（如半导体制造业、石化工业等）的工艺流程突然中断，或造成其设备的停止运行，从而造成大量的材料浪费，给这些工业企业带来巨大的经济损失。同时，由于受到工作方式以及物理结构的影响，传统的机械设备自投开关的备用电源与主电源之间存在秒级的切换时间，也会导致持久断电。总体而言，电力系统产生短路故障之后，断路器重合闸或者断开是导致瞬时供电中断最为主要的原因。

1.2 电压的骤降或骤升问题分析

在现代的电力系统中，由于电流、电压或者频率的偏压，造成用户设备运行失常或者设备损坏，是电力系统配电侧电能质量的主要问题。其中，电压的骤降问题是配电侧电能质量的最主要的问题。

（1）电压骤降问题。电压骤降是指在持续时间范围在0.5周期～60 s之内，电压的有效值突然下降。荷载突增、大型电机启动、冲击性负荷的投切（如轧钢机、变压器等的投切）以及电力系统出现故障（如接地短路故障等）是产生电压骤降的主要原因。电压骤降会严重影响敏感用电设备的正常运行，造成用电设备的误动作或者是设备损坏。例如，导致变频调速设备的突然跳闸，或使计算机系统出现紊乱的现象。电压骤降已被国际公认为是最为严重的电能质量事件。在用户对电能质量的投诉中，约为80%以上都是由电压骤降引起的。

（2）电压骤升问题。电压骤升是指在持续时间范围在0.5周期～60 s之内，电压的有效值突然上升。负载突降、大型荷载突然切断以及电力系统出现故障（如单相接地故障等）是引起电压骤升的主要原因。相较于电压骤降而言，虽电压骤升不常见，但其产生的危害更大。若电压骤升的持续时间超过一分钟，就成为过压，往往会造成用电设备被击穿，或引起起火等事故。

2 定制电力技术在解决配电侧电能质量问题中的应用

随着现代工业的飞速发展，一部分用电敏感的用户为了保障供电的稳定性与可靠性，获得不间断的优质供电，通常自己采相应措施，例如安装不间断电源等。但显然这并不是改善电能质量的根本方法，要提高供电质量，关键在于结合用户的实际用电需求，供电部门采取有效的电力技术，提供稳定且可靠的电能供应。在这一背景下，定制电力技术应运而生。

2.1 定制电力技术的概念及其装置

（1）定制电力技术的概念。所谓定制电力技术是指在中压配电系统中，采用静态控制器（或称为电力电子装置），并运用现代控制技术与电子技术，提供能满足用户用电特定要求的电力给电能质量相对敏感的用户的电力供应技术。定制电力技术对于改善配电侧电能质量，保障向用户提供优质供电具有重要的意义。

（2）在改善电能质量方面，定制电力技术采用的装置。①动态电压恢复器。用于对敏感负荷供电质量的改善，主要功能是补偿用电设备电源的电压闪变以及电压波动。②固态断路器。主要功能是当电力设备产生故障时，固态断路器可对故障进行快速动作切除，同时还能够与其他的电子器件配合使用，消除电力设备的故障电流，从而使电能供应的质量提高。③静止调相机与静止同步补偿器。静止调相机的功能主要是对电力系统的功率因数进行有效地调节；而静止同步补偿器是一种电力控制器以及同步电压源，可以提供比较灵活的电压控制，从而达到改善电能质量的目的。④有源滤波器。它可以有效地抑制由非线性负荷引起的电流谐波，从而达到消除电流谐波对电网的污染的目的。⑤不间断的稳压电源。主要用于车站或者银行等的重要负荷。

2.2 改善配电侧电能质量中，定制电力技术的应用

定制电力技术综合考虑了供电质量以及电能的可靠性，以用户能够感受到的电力的影响作为依据，结合计算机技术、现代控制技术、电力电子技术等现代高新技术，科学合理地运用到低压配电系统中，从而构成比较系统的电能质量的控制与补偿设备，有效解决了各相电压不对称、电压的波动与闪变以及瞬时供电中断等问题，从而使供电的稳定性与可靠性大幅提高，保障了供电电能的质量。

此外，该技术的运用要求用户的电力设备，具备有专业的固态开关，确保用户的电力装置能够快速的动作，从而对配电系统的运行状况，实时地做出反应，从而根据运行情况调整电能质量，达到用户的用电需求。当前，随着大功率开关器件以及大功率开关串联技术、数字信号处理技术等各种技术的日臻成熟，为定制电力技术在解决配电侧电能质量的问题方面提供了设备与技术的保障。

定制电力技术要求电力用户的电力装置能够与新型的储能技术结合运用，从而将配电网改造成为能够实时控制以及无瞬时供电中断的灵活的配电网，使电能质量得到优化与改善，满足用户的用电需求。因此，我国应大力推进定制电力技术在解决配电侧电能质量问题中的应用，从而使电力配网的作用得到充分发挥。

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