摘要：電能質(zhì)量的好壞很大程度上影響客戶的滿意度，影響優(yōu)質(zhì)服務(wù)。從基層電能質(zhì)量管理的角度出發(fā)，對(duì)供電企業(yè)電能質(zhì)量管理現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并針對(duì)性提出對(duì)策。
關(guān)鍵詞：電能質(zhì)量，現(xiàn)狀，對(duì)策
電是人民生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最為廣泛使用的能源。隨著科學(xué)技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電力電子精密儀器的大量使用，對(duì)電能質(zhì)量的要求越來越高。與此同時(shí)，現(xiàn)代電網(wǎng)的用電結(jié)構(gòu)也發(fā)生了很大的變化，非線性負(fù)荷和沖擊負(fù)荷的大量接入，使得電力能源受到的污染日益嚴(yán)重。為客戶提供安全、可靠、優(yōu)質(zhì)的電能是供電企業(yè)神圣不可推卸的責(zé)任，電能質(zhì)量的好壞很大程度上影響客戶的滿意度，影響優(yōu)質(zhì)服務(wù)，影響公司向國(guó)際先進(jìn)供電企業(yè)邁進(jìn)的步伐。因此，必須從管理上和技術(shù)上下功夫，切實(shí)提高電能質(zhì)量。
一、電能質(zhì)量概念及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
1.電能質(zhì)量的定義
電能質(zhì)量是指電力系統(tǒng)中電能的質(zhì)量，通過公用電網(wǎng)供給用戶端的交流電能的品質(zhì)。電能質(zhì)量通常包括電壓質(zhì)量和電流質(zhì)量。電壓質(zhì)量包括電壓偏差、電壓頻率偏差、電壓不平衡、電磁暫態(tài)現(xiàn)象、電壓波動(dòng)與閃變、短時(shí)電壓變動(dòng)、電壓諧波、電壓間諧波、電壓缺口、欠電壓、過電壓等。電流質(zhì)量與電壓質(zhì)量密切相關(guān)。電流質(zhì)量包括電流諧波、間諧波、電流相位超前與滯后、噪聲等。電能質(zhì)量管理主要是電壓質(zhì)量的管理。
2.電能質(zhì)量指標(biāo)
�。�1）電壓偏差。電壓偏差是指供電系統(tǒng)在正常運(yùn)行條件下，實(shí)際電壓與系統(tǒng)標(biāo)稱電壓的偏差。常用二者的偏差值對(duì)系統(tǒng)標(biāo)稱電壓的百分?jǐn)?shù)進(jìn)行度量。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
式（1）中δU為電壓偏差；Ure表示實(shí)際電壓，kV；UN表示標(biāo)稱電壓，kV。電壓等級(jí)大于等于35kV的供電電壓的正、負(fù)偏差的絕對(duì)值之和不超過系統(tǒng)標(biāo)稱電壓的10%。如果供電電壓上下偏差同號(hào)（均為正或負(fù)），則按較大的偏差絕對(duì)值作為衡量標(biāo)準(zhǔn)；電壓等級(jí)小于等于10kV的三相供電電壓允許偏差為系統(tǒng)標(biāo)稱電壓的±7%；低壓220V單相供電電壓允許偏差為系統(tǒng)標(biāo)稱電壓的±7%和-10%。
�。�2）頻率偏差。頻率偏差是指標(biāo)稱頻率為50Hz處于正常運(yùn)行方式的電力系統(tǒng)中，系統(tǒng)頻率的實(shí)際值與標(biāo)稱值之差。計(jì)算公式為：
式（2）中δf表示頻率偏差，fre表示實(shí)際頻率，fn表示系統(tǒng)標(biāo)稱頻率，它們的單位為Hz。規(guī)定我國(guó)電力系統(tǒng)正常頻率偏差允許值為±0.2Hz，當(dāng)系統(tǒng)容量較小時(shí)，偏差值可以放寬到±0.5Hz。
�。�3）諧波。諧波即對(duì)周期性的交流量進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解，得到頻率為大于1的整數(shù)倍基波頻率的分量，它是由電網(wǎng)中非線性負(fù)荷產(chǎn)生的。諧波的危害較為嚴(yán)重，不僅降低了發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的效率，而且能使變壓器局部嚴(yán)重過熱，加速用電器具的老化，導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作，導(dǎo)致信息丟失，使通信系統(tǒng)無法正常工作等。
�。�4）三相不平衡。電力系統(tǒng)中的三相電壓不平衡主要是由負(fù)荷不平衡，系統(tǒng)三相阻抗不對(duì)稱以及消弧線圈的不正確調(diào)諧等引起的。電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行方式下，電量的負(fù)序分量均方根值與正序分量均方根值之比定義為該電量的三相不平衡度，用ε表示，公式為：
式（3）中u1、u2分別為電壓正序、負(fù)序分量均方根值，kV。規(guī)定電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)正常電壓不平衡度不得超過2%，短時(shí)不得超過4%；接于公共連接點(diǎn)的每個(gè)用戶，引起該點(diǎn)正常電壓不平衡度允許值一般不得高于1.3%。
二、電能質(zhì)量管理現(xiàn)狀分析
1.電能質(zhì)量的總體狀況
經(jīng)過最近幾年電網(wǎng)建設(shè)和技術(shù)改造的大規(guī)模投入，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨完善，線路的輸送能力和變電容量已基本能滿足用電需求。充裕的電容器、電抗器無功補(bǔ)償設(shè)備以及有載調(diào)壓變壓器的普遍使用，客觀上為電能質(zhì)量的提高奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年廣東地區(qū)的綜合電壓合格為93%，盡管比2009年有了較大的提高，但與國(guó)內(nèi)先進(jìn)供電企業(yè)相比仍有一定的差距。調(diào)研結(jié)果顯示，由于管理上的不足導(dǎo)致電壓越限的占60%，特別是縣級(jí)子公司，管理措施不力，各項(xiàng)指標(biāo)與直屬供電局相差甚遠(yuǎn)。
2.電能質(zhì)量管理中存在的問題
�。�1）變電站母線電壓調(diào)控不及時(shí)。變電站母線電壓調(diào)控不及時(shí)是影響A、B、C類電壓越限的主要原因，在影響2010年全口徑A類電壓越限時(shí)間因素中約占49.5%，在全口徑11類電壓越限時(shí)間中約占57.1%，在全口徑C類電壓越限時(shí)間中約占48.9%。這反映了變電站母線電壓自動(dòng)化調(diào)節(jié)手段不足，調(diào)度管理水平還有提升空間。
�。�2）小水電上網(wǎng)管理不到位。小水電上網(wǎng)管理薄弱是影響變電站35千伏和10千伏母線電壓越限的主要原因，在影響2010年全口徑A類電壓越限時(shí)間因素中約占18.8%，在全口徑B類電壓越限時(shí)間中約占25.9%，在全口徑C類電壓越限時(shí)間中約占16.3%。這一點(diǎn)在山區(qū)供電局尤為突出，應(yīng)采取技術(shù)措施和管理措施進(jìn)一步加強(qiáng)小水電上網(wǎng)管理，改善A、B、C類電壓質(zhì)量。
�。�3）線路和臺(tái)區(qū)供電半徑過大。近幾年來城鎮(zhèn)統(tǒng)一規(guī)劃步入正軌，負(fù)荷日益增大，用戶對(duì)供電可靠性和電能質(zhì)量的要求提高，配網(wǎng)建設(shè)一度滯后，已不能滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，需對(duì)現(xiàn)有城鎮(zhèn)線路做出針對(duì)性規(guī)劃。具體的問題表現(xiàn)在：供電電源點(diǎn)單一，線路供電半徑大，電壓質(zhì)量差，在事故及正常檢修線路停電。10千伏線路供電半徑過大是影響C類用戶電壓合格率的主要原因，在影響2010年全口徑C類電壓越限時(shí)間因素中約占19.2%。10千伏線路、臺(tái)區(qū)供電半徑過大在影響全口徑D類電壓越限時(shí)間因素中約占40.1%。
�。�4）縣級(jí)子公司電壓質(zhì)量管理水平有待提高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年縣級(jí)子公司A類電壓越限時(shí)間為1276.88小時(shí)，是母公司A類電壓越限時(shí)間的10倍。縣級(jí)子公司D類電壓越限時(shí)間為2949.47小時(shí)，是母公司D類電壓越限時(shí)間的7倍。反映出縣級(jí)子公司電壓質(zhì)量管理水平有待提高。
�。�5）用電設(shè)備造成的污染缺乏治理。隨著用電需求量增加，配電網(wǎng)中整流器、變頻調(diào)速裝置、電氣化鐵路等大量非線性負(fù)荷、沖擊負(fù)荷和不平衡負(fù)荷接入系統(tǒng)，對(duì)供電質(zhì)量造成嚴(yán)重污染。目前，諧波、電磁干擾、功率因數(shù)降低已成為電力系統(tǒng)的三大公害。由于對(duì)這些污染缺乏有效的治理，給電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行造成一定的危害，同時(shí)也使電氣設(shè)備過熱、產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，并使絕緣老化，壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀。
三、提高電能質(zhì)量的對(duì)策
1.建立完善電能質(zhì)量指標(biāo)管理體系
針對(duì)電能質(zhì)量管理上存在的問題，完善電能質(zhì)量管理構(gòu)架，建立電能質(zhì)量管理責(zé)任傳遞機(jī)制，將電能質(zhì)量指標(biāo)逐級(jí)分解下達(dá)，細(xì)化到地市供電局生技、計(jì)劃、市場(chǎng)、調(diào)度及變電、區(qū)縣供電局等運(yùn)行單位，區(qū)縣供電局將指標(biāo)分解下達(dá)到供電所和班組，并將相關(guān)指標(biāo)納入評(píng)價(jià)考核。建立電壓合格率指標(biāo)月度分析和通報(bào)機(jī)制，地市供電局每月通報(bào)電壓合格率指標(biāo)完成情況，按照變電站各級(jí)母線電壓合格率、“站—線—變—戶”關(guān)系，系統(tǒng)開展指標(biāo)分析工作，及時(shí)查找導(dǎo)致電壓越限的因果關(guān)系，以及在管理上、技術(shù)上存在的問題，制定整改措施和計(jì)劃。
2.加強(qiáng)小水電上網(wǎng)管理
由于對(duì)小水電上網(wǎng)缺乏有效的管理手段，受利益的驅(qū)使，上網(wǎng)電壓嚴(yán)重越上限，尤其在邊遠(yuǎn)山區(qū)的10千伏公用混合網(wǎng)，存在整個(gè)豐水期電壓嚴(yán)重越上限的情況。應(yīng)完善小水電上網(wǎng)管理制度，加強(qiáng)對(duì)小水電機(jī)組上網(wǎng)電壓的監(jiān)測(cè)。研究制定小水電上網(wǎng)調(diào)度管理辦法，組織開展小水電機(jī)組勵(lì)磁控制方式的普查，研究制定小容量水電機(jī)組上網(wǎng)電壓實(shí)時(shí)（準(zhǔn)實(shí)時(shí)）監(jiān)測(cè)的技術(shù)方案，完善小水電上網(wǎng)功率因數(shù)考核機(jī)制。研究制定工作方案，將小水電機(jī)組恒功率因數(shù)的勵(lì)磁控制方式調(diào)整為恒電壓的勵(lì)磁控制方式。組織開展水電站升壓變壓器抽頭位置普查，校核升壓變壓器抽頭位置定值，完善水電站升壓變壓器抽頭位置定值管理。研究月度功率因數(shù)考核改為實(shí)時(shí)功率因數(shù)考核的可行性。從提高電壓合格率和公司效益角度出發(fā)，分析評(píng)估小水電上網(wǎng)峰谷電價(jià)、三度無功電量抵扣一度有功電量以及小水電上網(wǎng)按照固定功率因數(shù)要求進(jìn)行核算電價(jià)的影響，研究并提出小水電上網(wǎng)電價(jià)改進(jìn)建議，完善小水電上網(wǎng)協(xié)議。
3.加強(qiáng)運(yùn)行管理
強(qiáng)化變電站母線電壓自動(dòng)化調(diào)節(jié)手段，加強(qiáng)主網(wǎng)電壓無功設(shè)備管理，全面完善變電站的AVC、VQC系統(tǒng)，加強(qiáng)變電站無功補(bǔ)償設(shè)備巡視、預(yù)試和消缺工作，緊急缺陷消缺及時(shí)率達(dá)到100%，重大缺陷消缺及時(shí)率達(dá)到95%，無功補(bǔ)償設(shè)備可用率達(dá)到95%以上。根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行方式和季節(jié)性負(fù)荷變化，及時(shí)調(diào)整AVC定值。針對(duì)地區(qū)特點(diǎn)，在編制年度運(yùn)行方式時(shí)注重電壓無功運(yùn)行方式的優(yōu)化，在確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定的前提下，按照區(qū)域電網(wǎng)電壓無功分布最優(yōu)的控制原則，重點(diǎn)針對(duì)夏大、冬小、豐大這三種典型方式，制定不同的電壓無功控制目標(biāo)和策略。
4.優(yōu)化配電網(wǎng)規(guī)劃、加快電網(wǎng)建設(shè)
針對(duì)廣東電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差異大，無功調(diào)控難度較大問題，進(jìn)一步做好電網(wǎng)無功補(bǔ)償規(guī)劃工作，2013年110千伏及以上電網(wǎng)無功補(bǔ)償基本實(shí)現(xiàn)分層分區(qū)就地平衡。按照地區(qū)負(fù)荷差異配置足夠的容性無功補(bǔ)償，滿足負(fù)荷需求及高峰時(shí)期正常電壓水平；配置一定容量的感性無功補(bǔ)償，優(yōu)先解決部分區(qū)域電網(wǎng)電壓偏高，以及負(fù)荷低谷期線路充電功率較大的變電站；根據(jù)不同負(fù)荷密度對(duì)10千伏線路供電半徑的要求，全面梳理現(xiàn)有達(dá)不到規(guī)劃技術(shù)原則要求的線路清單及所在區(qū)域，結(jié)合“十二五”電網(wǎng)規(guī)劃的修編，進(jìn)一步優(yōu)化變電站布點(diǎn)規(guī)劃，適度增加變電站數(shù)量，使10千伏線路供電半徑能控制在合理范圍，滿足線路末端電壓質(zhì)量要求。進(jìn)一步優(yōu)化配網(wǎng)規(guī)劃，配電站按照“小容量，多布點(diǎn)”的原則，盡量設(shè)置在用電負(fù)荷中心，合理增加配電站數(shù)量，使380/220伏低壓線路供電半徑控制在合理范圍，滿足線路末端電壓質(zhì)量要求。
5.完善和規(guī)范電壓監(jiān)測(cè)管理
規(guī)范電壓監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置，規(guī)范電壓合格率指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)，嚴(yán)格按照《電能質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》和《供電監(jiān)管辦法》的要求，設(shè)置各類電壓監(jiān)測(cè)點(diǎn)，C類和D類電壓監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選取必須具有代表性，能準(zhǔn)確反映該類電壓的實(shí)際水平。制定電壓合格率監(jiān)測(cè)和指標(biāo)統(tǒng)計(jì)工作規(guī)范，各地市供電局D類電壓監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)應(yīng)逐年增加3%，采用35千伏電壓供電的新用戶需安裝電壓合格率監(jiān)測(cè)裝置。
6.加強(qiáng)電能質(zhì)量污染源技術(shù)監(jiān)督和治理
利用電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)全面監(jiān)測(cè)電網(wǎng)電能質(zhì)量干擾源分布情況，組織對(duì)電能質(zhì)量干擾源的普測(cè)，并定期進(jìn)行完善，監(jiān)督指導(dǎo)干擾源用戶進(jìn)行電能質(zhì)量污染治理，減少對(duì)其他正常用戶電壓質(zhì)量的影響。建立一個(gè)在線監(jiān)測(cè)、定時(shí)檢測(cè)和隨機(jī)抽查相結(jié)合的諧波監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。非線性干擾源接入電網(wǎng)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行電能質(zhì)量評(píng)估，充分考慮其對(duì)敏感和重要用戶的影響，選擇合適的供電電壓等級(jí)和接入點(diǎn)，嚴(yán)控設(shè)備的入網(wǎng)關(guān)，在其完善干擾源治理并通過驗(yàn)收后，方可接入電網(wǎng)。
四、結(jié)語
良好的電能質(zhì)量有利于電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，有利于保障工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活的正常進(jìn)行，加強(qiáng)電能質(zhì)量的管理無疑是利國(guó)利民且任重道遠(yuǎn)，為此既要加強(qiáng)電源側(cè)的管理，也要加強(qiáng)負(fù)荷側(cè)的管理。
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