考虑用户不同需求的电能质量综合评估

摘要：随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，无论是在工业生产还是在日常生活中人们对于电能的需求都在不断提升，电能质量问题也越来越受到关注和重视。然而由于不同用户在电能的需求方面存在差异性，对于电能质量的要求也具有不同之处，因此需要对电能的质量进行综合评估，从而针对用户电能需求提出更有效的措施。本文将通过对电能质量综合评估的意义和特点进行介绍，并且基于用户的不同需求，对电能质量进行综合评估。

关键词：用户需求；电能质量；综合评估

引言

由于社会经济的发展，电能在人们的生产和生活中扮演着越来越重要的角色，电能质量的好坏直接关系到人们的生活需求和国民经济的整体效益。然而，随着微电子器件和电力电子技术的快速发展，大量的具有非线性、不平衡性、冲击性的电力负荷不断增加，使得电能的质量问题受到严重影响，不仅有谐波、电压波动闪变、三相不平衡等这类传统的电能质量问题，还出现有暂时过电压、瞬态过电压、短时间间断等新电能质量问题也逐渐凸显。在电力市场逐渐开放的大环境背景下，电力用户的不同需求决定了对电能质量评估存在明显的主观差异性，因此，考虑用户对电能质量的不同需求，建立科学合理的综合评估体系，能够有效实现高质量的电能供应，提高电力企业的经济基础。

一、电能质量综合评估的特点

电能在当前的市场经济环境中，逐渐“演变”为一种产品。但相较于其他诸如食品、服装、汽车、建材等产品，电能产品在生产、传输、分配、耗能的整体过程具有很强的特殊性，因而，对于电能产品质量的评估也有其自身的特点：

1、电能在其生产、传输、分配、耗能的各个阶段是一个系统的整体，而且电能在各个阶段的工作几乎是同时进行的[1]。由于电能运行和传输的距离会相当长，受到的天气和地形条件影响，电网结构会发生改变，电力负荷也会产生变化。为了能够保证电能的动态平衡，在在不同电能监测点所测量到的电能质量指标或者同一电能监测点在不同时刻所测量到的监测参数往往会有不同。因此，在对电能质量进行评估时需要充分考虑电能质量指标和参数在时间上和空间上的分布特性。

2、对于电能质量而言，不仅是需要电能供应企业还需要电能使用用户的共同参与维护。如果说电能质量出现下降，有可能引起的原因是电能“生产”、电力供应企业所提供的电能不符合要求，或者是电力使用用户所造成的。因而，在对电能质量的综合评估过程中，要求明确供需双方的职责，对电能质量的评估要更加公开透明，使得评估方法更加简单直接。

3、在电能质量的综合评估过程中，任何电能质量监测点对于电能质量好坏都是多种电能指标所整体作用的结果，不同的电能指标组合对于电力系统的正常运行和对电气设备的影响是有区别的。因而，对电能质量的综合评估，需要将和电能质量相关的指标和参数进行综合分析，从而更加全面、更加准确把握电能质量的状况。

二、电能质量综合评估的评估影响因素

要想科学准确的对电能质量进行评估，必须要对电能质量的评估指标体系和指标因素有系统和全面的了解。具体来说，电能质量综合评估指标体系因素主要体现在以下方面：

1、频率偏差

频率偏差是在电力运行系统中系统频率的实际数值和标准数值的差距，是电能质量综合评估指标体系中最重要的因素之一，不仅是衡量电能质量好坏的重要指标，同时对于电网整体运行状况的反馈能够有效掌握。在电力供应企业、发电厂、电网结构和电力负荷的这些因素都需要将频率偏差控制在合理的范围内，只有控制频率偏差才能有效提高电力运行系统的运行和管理水平[2]。

2、电压偏差

电压偏差是指在电力系统正常运行时，实际的电压偏离额定的电压程度。由于系统中负荷会时刻发生变化，运行方式也会经常变化，因而系统中各节点的电压也会出现变化。电压偏差是由于系统的无功功率的失衡所致，输电距离过长、电量输送过大都会加大电压偏差。

3、电压波动和闪变

电压波动是指电压的均方根值会出现一系列快速变动的现象，波动性负荷在运行中会受到冲击而导致功率发生变化，造成在短时间内电压急剧变动。电压闪变是由于电压不稳定使得灯光亮度出现不稳定而引起闪烁，电压波动和闪变都会威胁系统的正常运行，影响电子设备产品的使用质量，降低工作效率。

4、三相电压不平衡

三相电压不平衡是指在电力系统的正常工作中由三相系统中的电量分解出的负序分量与正序分量的均方根比。如果系统出现三相不平衡状态时，电压、电流中的负序分量会严重系统中的电气设备，增加机体和线路损耗，缩短绝缘使用寿命，威胁系统安全运行。

5、谐波

由于电子电力设备新技术的使用，线路中的非线性负荷不断增多，使得电网中谐波不断增加[3]。使得电机发热缩短使用寿命，增加变压器和线路的损耗，而且谐波谐振过得电压会破坏电子设备，干扰电力控制监测系统信号接收，无法有效对装置进行保护和预警。

三、考虑用户需求的电能质量综合评估

1、将电能质量指标权重模糊化

在对电能使用的过程中，不同的电能用户对于电能质量的要求也会有所不同。像大量使用电力机器进行工业生产的用户，会对电压的频率和三相不平衡数值有更高的要求；而对于高精确度的电子企业，会更加关注短时间的电压变化，因为短时间的电压升高或降低都会引起电子控制系统的紊乱，出现操作失误以及设备跳闸的现象；另外，像普通的居民电力用户则更加关注供电是否具有持续性。因而，对于电能质量的评估不仅需要考虑电网结构，同时要鼓励电能用户积极参与，考虑用户的电能需求。同样，将用户对各项电能参数指标进行等级划分，依据等级的重要性设立三角模糊数。

2、将电能用户评估模糊化

在实际用户对电能质量的指标好坏进行分析时，会对电能质量进行等级划分，这种评估机制具有非常强的直观和清晰性，但是并没有充分考虑到人对电能质量评估的模糊性。受到用户主观意识的影响，对电能质量的评估会与实际情况有较大偏差。因而对于用户需求及主观评估可以模糊化，使结果更能符合实际。比如说，可以将电能质量分为不同的评估等级，并设立三角模糊数。假设考虑用户为U1、U2――Uk，评估监测点为X1、X2――XN，监测技术参数为Y1、Y2――YM，依据设定的三角模糊数建立三角模糊矩阵。

3、建立电能质量三角模糊数的综合评估矩阵

根据用户三角模糊评估矩阵对用户的各项指标参数进行指标权重的划分，而后对用户的模糊评估数值进行赋值，计算出用户在监测点的各项电能质量的指标系数，并结合所有用户的需求信息，建立综合模糊评估矩阵[4]。首先将用户之间具有一致性的相似程度进行计算，而后算出用户在监测点关于电能指标评估值在用户群体的平均指标和一致性指标，最后将用户的一致性指标作为加权因子集合用户评估信息，从而得出综合模糊决策矩阵。

结语

综上所述，电能用户对于电能质量提出了更高的要求，电能质量问题日益受到社会的关注和重视。而用户的需求不同，对于电能质量的要求也不相同，因此，在对电能质量进行评估时，要更加关注用户需求，从电能用户使用的角度出发，基于用户需求和评估模糊化的特性完善电能质量综合评估体系，使得电力系统能更加规范运行。

参考文献

[1] 何禹清，彭建春，毛丽林，姚欢，文明. 考虑用户不同需求的电能质量综合评估[J]. 电力系统自动化，2010，12：48-52.

[2] 毛丽林，黎灿兵，何禹清. 考虑用户需求和专家知识的电能质量综合评估[J]. 电网技术，2011，10：135-139.

[3] 毛丽林. 考虑用户需求的电能质量综合评估[D].湖南大学，2011.

[4] 孟婷. 电能质量综合评估方法研究及系统开发[D].湖南大学，2012.