用户电力技术在配电系统的应用

摘要：近年来，随着配电系统中整流器等非线性冲击性和不平衡负荷的增加,电能质量问题日益严重，而现代工业、商业和居民用户的用电设备对供电质量提出了更高的要求。因此,采用新技术对配电网进行综合电能质量控制已势在必行，文章对用户电力技术及其在提高配电网电能质量方面的应用作了详细的介绍。

关键词：用户电力技术；配电系统；电能质量

用户电力技术(Custom Power)是美国电力科学研究院（EPRI）的N.G.Hingorani博士继在1986年提出柔流输电技术（Flexible AC Transmission System，简称FACTS）之后，于1988年针对配电网中供电质量问题提出的新概念。用户电力技术以大功率可控硅为基础，与传统技术相比更加精确、灵活、反应快速，装置容量小，工作电压低，能够有效解决配电系统电能质量问题。

一、用户电力突出问题

用户电力突出问题主要包括电能质量问题、节约用电问题和安全运行问题三个方面。电能质量问题指的是供电电压质量问题和电网干扰问题，前者包括频率偏差、电压偏差、电压波动、谐波电压、三相电压不平衡、电压骤降、电压容限、电压畸变等；后者包括有功冲击、无功不平衡、无功波动、负序电流、谐波电流、短路电流等。节约用电问题主要受用户侧电压过高和运行功率因数过低两个因素影响，电压过高不仅增加用电量，导致电能浪费，还会缩短用电设备的使用寿命甚至导致设备损坏；由于许多用户没有对运行功率因数进行有效的监管，产生大量无功电流，致使电能损耗增大。安全运行问题方面，继电保护装置能够有效保障配电系统的安全运行，但由于机械开关反应时间较长，在发生短路故障时可能导致电压骤降时间过长而引发设备故障，而且由于机械开关无法根据相位控制投切，可能在投切过程中产生过电压等故障。

二、用户电力技术在配电系统的应用

用户电力技术与传统技术的不同之处在于能够从用电企业的角度出发考虑电能质量，根据电力用户的用电特点进行设计和研究。因此，用户电力技术能够对供电质量的各种问题采用综合的解决办法，在配电网和大量商业用户的供电端使用新型电力电子控制器，提高电能质量，节约电能，保障配电系统及用电设备安全运行。

1.用户电力技术

测试评估技术能够通过网络阻抗计算、短路电流计算、短路容量计算、电压质量计算、配电系统干扰计算、电压质量测评、配电系统干扰测评、设备兼容性测评、节电运行评估、安全运行评估及时发现用户电力技术存在的问题及成因，给出有效的解决方案；电能质量控制技术能够借助电压源等精确、连续控制配电系统供电质量和效率，使电力传输能力更高、供电质量更好；能量转换技术能够利用电力电子技术将风能等新能源变换成为三相交流电能，其中超导储能技术具备快速响应特性，可以提高配电系统稳定性，降低储能损耗，获得了较为广泛的应用；固态开关技术能够解决机械开关存在的问题，可以及时切除短路电流，固态断路器能在70μs内切除故障电流，有助于配电系统的安全运行。

2.用户电力控制器

用户电力控制器主要包括静态开关和静态补偿两种设备，其中静态开关设备分为固态断路器、转换开关，静态补偿器有串联和并联以及混合型三种。

固态断路器能够准确、快速控制配电系统网络结构及参数，从而有效的避免了电网电压大幅度波动和大故障电流引起的灾难性后果，保障配电系统安全、稳定运行。固态转换开关能够保证配电系统供电的连续性，能够在0.25Hz内实现备用馈电线切换。固态转换开关与静态电容器一同使用能够提供优质电力，与限流电抗器等一同使用能够防止过大障碍电流。

静态串联补偿器包括动态电压恢复器、不间断电源等，静态并联补偿器包括配电静止同步补偿器、有源滤波器等，静态混合型补偿器包括统一电能质量调节器等。串联补偿器能够消除配电系统电压波动，限制故障电流，减少电压谐波，而并联补偿器用于电流补偿，为负载提供畸变电流以消除负载畸变产生的影响，能够达到消除三相不平衡等目的。统一电能质量调节器由串联逆变器和并联逆变器等组成，综合了串联补偿器和并联补偿器的功能及优势，消除了串联、并联补偿器存在的局限性，可以解决绝大多数配电系统存在的电能质量问题。

总结：

综上所述，用户电力技术能够综合应用电力技术解决配电系统的电能质量等问题，用户电力技术及其相关设备都具备各自的优势，但也存在一定的局限性，需要综合使用这些技术及相关设备，才能有效解决配电系统的用电问题，保障电力企业和电力用户的正常工作和经济效益。

参考文献：

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[2] 楼晓君,李令冬. 用户电力技术及最新研究进展[J]. 上海电力, 2006,(05)

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