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随着电力的发展,电力用户采用了大量时变控制的非线性设备,电能的使用范围扩大,电力用户中涌入了大量的冲击、非线性负载及不平衡负荷;新的发电方式与储能方式的推广使用、高压直流输电、新型控制方式,以及使用许多非线性元件对电能质量的要求不断提高。以上种种原因产生了电能质量问题,并严重影响着生活和工作生产。解决日益严重的电能质量问题已成为电力电子技术、电气自动化技术和领域所面临的重大课题之一,并受到越来越多的关注。

电能质量问题对电网及用户设备造成的严重影响主要表现为:

电压波动

会使转速不均匀,并危及电动机安全运行,影响产品质量,引起的“闪变”,使人眼疲劳而降低工效。电压波动和闪变还会对数字系统形成干扰,造成误动。

电网谐波含量增加

导致寿命缩短,甚至损坏,网损加大,系统发生谐波谐振的可能性增加,同时可能引起继电保护和自动装置误动,指示和电度计量不准以及通信受干扰等一系列问题。

三相电压不平衡

会引起电机附加振动力矩和发热,漏磁增加和局部过热,电网线损增大,干扰以及多种保护和自动装置误动等。

电压暂降

主要影响过程中对电压敏感的电气设备的正常工作,甚至造成严重的损失。因此,电压暂降已成为现代电力用户面临的最严重的电磁干扰问题之一。

改善与治理迫在眉睫

调查显示,每年因电能质量扰动和电气环境污染引起的经济损失非常惊人。美国电力科学研究院EPRI的报告指出,全美因谐波等电能质量问题造成的损失每年达几百亿美元以上。在中国,根据2005年由国际业协会主办的“中国电能质量行业现状与用户行为”,在调查的32个行业共92家企业,有49家企业因电能质量问题造成经济损失达2.5亿元~3.5亿元。%~56%,我国目前的电能使用效率只有35%左右,很重要的原因就是电能质量低下所导

有关资料表明,日本电能的使用效率在56%左右,美国为52%,欧洲为52致。如果全国大范围提高电能质量,以此提高电能的使用效率,将对起到非常重要的作用。

我国电能质量标准日渐完善

“目前国内缺乏相应强制实行标准,使得国内企业对电能质量问题的认识非常淡薄,往往是电能质量影响正常生产或出现事故后,才意识到需要进行电能质量的治理。”业内人士分析认为。而这严重影响着电能质量行业的发展。

电能质量关系到电力系统及其电气设备的安全和效率,关系到节能降耗、生产和生活,以及国民经济的总体效益。实施对电能质量的科学监管是建设节约型社会的重要条件之一。电能质量标准是保障电能质量的基本技术依据。2000年以来,为适应电网的发展和电力市场的变化,国内外均加快了对电能质量标准的制订和修订步伐。

从上世纪80年代开始,改革开放促进了我国经济快速发展,电网负荷结构发生了很大的变化。随之,电能质量问题渐显突出,国家标准主管部门将制定电能质量系列标准列为重点项目之一;同时大量引进以IEC 61000系列为主的先进国际标准。至今国内标准化技术委员会及相关行业标委会已组织了一系列电能质量方面的标准,2008年曾修订4项国标,提高了标准的科学性、实用性和可操作性,做到既向国际先进标准靠拢又符合国情。

国内首个针对暂态电能质量国家标准发布

年初,从国家标准2013年第25号批准发布公告上获悉,由国网电科院负责编制的国家标准《电能质量电压暂降与短时中断》正式颁布,于2014510日开始实施。该标准是国内首个针对暂态电能质量的国家标准,填补了国内暂态电能质量标准空白。

标准规定了电压暂降与短时中断的定义、事件统计及推荐指标、检测、监测、评估等各方面的内容,对规范我国电网电压暂降与短时中断的检测和评估将起到重要作用,有利于指导电能质量相关问题治理以及敏感用户的用电需求与生产活动,避免重大经济损失,对企业、电力用户、业均有重要的意义。

暂态电能质量问题的研究起步较晚,国内刚刚有所认识,它属于稳态电能质量问题的延伸,影响范围小,但后果却比较严重;暂态电能质量问题的实质就是暂态电压质量问题,或者电网遭受外来干扰侵袭及内部故障、操作所带来的系统冲击问题,其主要性能指标是:电压脉冲、浪涌、电压跌落及瞬时电压中断,目前国际国内还没有此方面的统一标准,但一般采用其指标参数的幅值和持续时间来描述。目前,在所有暂态电能质量问题中,电压跌落的影响最为普遍。

行业标准是国家标准的必要补充和细化。近年来在电能质量领域,行业标准已受到关注并取得长足进展,随着电能质量产业(监测和治理装置等的崛起,未来这一方面必然有更快的进展。

从目前来看,中国电能质量治理的推动主要由供电部门发起,全国各地的供电系统成为电能质量治理的积极推动者。而企业方面,由于对电能质量认识的不足以及对成本因素的考虑,对电能质量治理表现出的热情不高,这使得中国电能质量市场的推动力略显不足。

但随着电力电子与通信技术在社会各个领域的渗透应用,一些新型电力负荷对电能质量的要求不断提高,电能质量已成为电力企业和用户共同关心的课题。企业自身对电能质量要求的提高,以及国府对电能质量治理的推进,使得未来电能质量治理内在的发展动力逐步增强。

国内电能质量设备市场具有巨大的发展空间和潜力,尤其作为当前最先进技术的静止同步无功补偿装置和有源电力。随着设备制造成本的下降,以及对电能质量重视程度的提高,对节能减排的高度重视,国内电能质量设备的市场将具有广阔的发展机会。

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