摘要：電能質量的好壞很大程度上影響客戶的滿意度，影響優(yōu)質服務。從基層電能質量管理的角度出發(fā)，對供電企業(yè)電能質量管理現(xiàn)狀進行分析，并針對性提出對策。
關鍵詞：電能質量，現(xiàn)狀，對策
電是人民生活和工農業(yè)生產最為廣泛使用的能源。隨著科學技術和國民經濟的不斷發(fā)展，電力電子精密儀器的大量使用，對電能質量的要求越來越高。與此同時，現(xiàn)代電網的用電結構也發(fā)生了很大的變化，非線性負荷和沖擊負荷的大量接入，使得電力能源受到的污染日益嚴重。為客戶提供安全、可靠、優(yōu)質的電能是供電企業(yè)神圣不可推卸的責任，電能質量的好壞很大程度上影響客戶的滿意度，影響優(yōu)質服務，影響公司向國際先進供電企業(yè)邁進的步伐。因此，必須從管理上和技術上下功夫，切實提高電能質量。
一、電能質量概念及評價標準
1.電能質量的定義
電能質量是指電力系統(tǒng)中電能的質量，通過公用電網供給用戶端的交流電能的品質。電能質量通常包括電壓質量和電流質量。電壓質量包括電壓偏差、電壓頻率偏差、電壓不平衡、電磁暫態(tài)現(xiàn)象、電壓波動與閃變、短時電壓變動、電壓諧波、電壓間諧波、電壓缺口、欠電壓、過電壓等。電流質量與電壓質量密切相關。電流質量包括電流諧波、間諧波、電流相位超前與滯后、噪聲等。電能質量管理主要是電壓質量的管理。
2.電能質量指標
�。�1）電壓偏差。電壓偏差是指供電系統(tǒng)在正常運行條件下，實際電壓與系統(tǒng)標稱電壓的偏差。常用二者的偏差值對系統(tǒng)標稱電壓的百分數進行度量。其數學表達式為：
式（1）中δU為電壓偏差；Ure表示實際電壓，kV；UN表示標稱電壓，kV。電壓等級大于等于35kV的供電電壓的正、負偏差的絕對值之和不超過系統(tǒng)標稱電壓的10%。如果供電電壓上下偏差同號（均為正或負），則按較大的偏差絕對值作為衡量標準；電壓等級小于等于10kV的三相供電電壓允許偏差為系統(tǒng)標稱電壓的±7%；低壓220V單相供電電壓允許偏差為系統(tǒng)標稱電壓的±7%和-10%。
�。�2）頻率偏差。頻率偏差是指標稱頻率為50Hz處于正常運行方式的電力系統(tǒng)中，系統(tǒng)頻率的實際值與標稱值之差。計算公式為：
式（2）中δf表示頻率偏差，fre表示實際頻率，fn表示系統(tǒng)標稱頻率，它們的單位為Hz。規(guī)定我國電力系統(tǒng)正常頻率偏差允許值為±0.2Hz，當系統(tǒng)容量較小時，偏差值可以放寬到±0.5Hz。
�。�3）諧波。諧波即對周期性的交流量進行傅里葉級數分解，得到頻率為大于1的整數倍基波頻率的分量，它是由電網中非線性負荷產生的。諧波的危害較為嚴重，不僅降低了發(fā)電、輸電及用電設備的效率，而且能使變壓器局部嚴重過熱，加速用電器具的老化，導致繼電保護和自動裝置的誤動作，導致信息丟失，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荷不平衡，系統(tǒng)三相阻抗不對稱以及消弧線圈的不正確調諧等引起的。電力系統(tǒng)在正常運行方式下，電量的負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、負序分量均方根值，kV。規(guī)定電力系統(tǒng)公共連接點正常電壓不平衡度不得超過2%，短時不得超過4%；接于公共連接點的每個用戶，引起該點正常電壓不平衡度允許值一般不得高于1.3%。
二、電能質量管理現(xiàn)狀分析
1.電能質量的總體狀況
經過最近幾年電網建設和技術改造的大規(guī)模投入，電網結構日趨完善，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、電抗器無功補償設備以及有載調壓變壓器的普遍使用，客觀上為電能質量的提高奠定堅實的基礎。據統(tǒng)計，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，但與國內先進供電企業(yè)相比仍有一定的差距。調研結果顯示，由于管理上的不足導致電壓越限的占60%，特別是縣級子公司，管理措施不力，各項指標與直屬供電局相差甚遠。
2.電能質量管理中存在的問題
�。�1）變電站母線電壓調控不及時。變電站母線電壓調控不及時是影響A、B、C類電壓越限的主要原因，在影響2010年全口徑A類電壓越限時間因素中約占49.5%，在全口徑11類電壓越限時間中約占57.1%，在全口徑C類電壓越限時間中約占48.9%。這反映了變電站母線電壓自動化調節(jié)手段不足，調度管理水平還有提升空間。
（2）小水電上網管理不到位。小水電上網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類電壓越限時間因素中約占18.8%，在全口徑B類電壓越限時間中約占25.9%，在全口徑C類電壓越限時間中約占16.3%。這一點在山區(qū)供電局尤為突出，應采取技術措施和管理措施進一步加強小水電上網管理，改善A、B、C類電壓質量。
�。�3）線路和臺區(qū)供電半徑過大。近幾年來城鎮(zhèn)統(tǒng)一規(guī)劃步入正軌，負荷日益增大，用戶對供電可靠性和電能質量的要求提高，配網建設一度滯后，已不能滿足社會經濟發(fā)展的需求，需對現(xiàn)有城鎮(zhèn)線路做出針對性規(guī)劃。具體的問題表現(xiàn)在：供電電源點單一，線路供電半徑大，電壓質量差，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類電壓越限時間因素中約占19.2%。10千伏線路、臺區(qū)供電半徑過大在影響全口徑D類電壓越限時間因素中約占40.1%。
（4）縣級子公司電壓質量管理水平有待提高。據統(tǒng)計，2010年縣級子公司A類電壓越限時間為1276.88小時，是母公司A類電壓越限時間的10倍�？h級子公司D類電壓越限時間為2949.47小時，是母公司D類電壓越限時間的7倍。反映出縣級子公司電壓質量管理水平有待提高。
�。�5）用電設備造成的污染缺乏治理。隨著用電需求量增加，配電網中整流器、變頻調速裝置、電氣化鐵路等大量非線性負荷、沖擊負荷和不平衡負荷接入系統(tǒng)，對供電質量造成嚴重污染。目前，諧波、電磁干擾、功率因數降低已成為電力系統(tǒng)的三大公害。由于對這些污染缺乏有效的治理，給電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行造成一定的危害，同時也使電氣設備過熱、產生振動和噪聲，并使絕緣老化，壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀。
三、提高電能質量的對策
1.建立完善電能質量指標管理體系
針對電能質量管理上存在的問題，完善電能質量管理構架，建立電能質量管理責任傳遞機制，將電能質量指標逐級分解下達，細化到地市供電局生技、計劃、市場、調度及變電、區(qū)縣供電局等運行單位，區(qū)縣供電局將指標分解下達到供電所和班組，并將相關指標納入評價考核。建立電壓合格率指標月度分析和通報機制，地市供電局每月通報電壓合格率指標完成情況，按照變電站各級母線電壓合格率、“站—線—變—戶”關系，系統(tǒng)開展指標分析工作，及時查找導致電壓越限的因果關系，以及在管理上、技術上存在的問題，制定整改措施和計劃。
2.加強小水電上網管理
由于對小水電上網缺乏有效的管理手段，受利益的驅使，上網電壓嚴重越上限，尤其在邊遠山區(qū)的10千伏公用混合網，存在整個豐水期電壓嚴重越上限的情況。應完善小水電上網管理制度，加強對小水電機組上網電壓的監(jiān)測。研究制定小水電上網調度管理辦法，組織開展小水電機組勵磁控制方式的普查，研究制定小容量水電機組上網電壓實時（準實時）監(jiān)測的技術方案，完善小水電上網功率因數考核機制。研究制定工作方案，將小水電機組恒功率因數的勵磁控制方式調整為恒電壓的勵磁控制方式。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。研究月度功率因數考核改為實時功率因數考核的可行性。從提高電壓合格率和公司效益角度出發(fā)，分析評估小水電上網峰谷電價、三度無功電量抵扣一度有功電量以及小水電上網按照固定功率因數要求進行核算電價的影響，研究并提出小水電上網電價改進建議，完善小水電上網協(xié)議。
3.加強運行管理
強化變電站母線電壓自動化調節(jié)手段，加強主網電壓無功設備管理，全面完善變電站的AVC、VQC系統(tǒng)，加強變電站無功補償設備巡視、預試和消缺工作，緊急缺陷消缺及時率達到100%，重大缺陷消缺及時率達到95%，無功補償設備可用率達到95%以上。根據電網運行方式和季節(jié)性負荷變化，及時調整AVC定值。針對地區(qū)特點，在編制年度運行方式時注重電壓無功運行方式的優(yōu)化，在確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定的前提下，按照區(qū)域電網電壓無功分布最優(yōu)的控制原則，重點針對夏大、冬小、豐大這三種典型方式，制定不同的電壓無功控制目標和策略。
4.優(yōu)化配電網規(guī)劃、加快電網建設
針對廣東電網負荷峰谷差異大，無功調控難度較大問題，進一步做好電網無功補償規(guī)劃工作，2013年110千伏及以上電網無功補償基本實現(xiàn)分層分區(qū)就地平衡。按照地區(qū)負荷差異配置足夠的容性無功補償，滿足負荷需求及高峰時期正常電壓水平；配置一定容量的感性無功補償，優(yōu)先解決部分區(qū)域電網電壓偏高，以及負荷低谷期線路充電功率較大的變電站；根據不同負荷密度對10千伏線路供電半徑的要求，全面梳理現(xiàn)有達不到規(guī)劃技術原則要求的線路清單及所在區(qū)域，結合“十二五”電網規(guī)劃的修編，進一步優(yōu)化變電站布點規(guī)劃，適度增加變電站數量，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量要求。進一步優(yōu)化配網規(guī)劃，配電站按照“小容量，多布點”的原則，盡量設置在用電負荷中心，合理增加配電站數量，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量要求。
5.完善和規(guī)范電壓監(jiān)測管理
規(guī)范電壓監(jiān)測點設置，規(guī)范電壓合格率指標的統(tǒng)計，嚴格按照《電能質量技術監(jiān)督規(guī)程》和《供電監(jiān)管辦法》的要求，設置各類電壓監(jiān)測點，C類和D類電壓監(jiān)測點的選取必須具有代表性，能準確反映該類電壓的實際水平。制定電壓合格率監(jiān)測和指標統(tǒng)計工作規(guī)范，各地市供電局D類電壓監(jiān)測點數應逐年增加3%，采用35千伏電壓供電的新用戶需安裝電壓合格率監(jiān)測裝置。
6.加強電能質量污染源技術監(jiān)督和治理
利用電能質量監(jiān)測系統(tǒng)、計量自動化系統(tǒng)全面監(jiān)測電網電能質量干擾源分布情況，組織對電能質量干擾源的普測，并定期進行完善，監(jiān)督指導干擾源用戶進行電能質量污染治理，減少對其他正常用戶電壓質量的影響。建立一個在線監(jiān)測、定時檢測和隨機抽查相結合的諧波監(jiān)測系統(tǒng)。非線性干擾源接入電網時，應進行電能質量評估，充分考慮其對敏感和重要用戶的影響，選擇合適的供電電壓等級和接入點，嚴控設備的入網關，在其完善干擾源治理并通過驗收后，方可接入電網。
四、結語
良好的電能質量有利于電網的安全、穩(wěn)定、經濟運行，有利于保障工農業(yè)生產和人民生活的正常進行，加強電能質量的管理無疑是利國利民且任重道遠，為此既要加強電源側的管理，也要加強負荷側的管理。
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