電能質(zhì)量的性能指標(biāo)與改善方法

1 電能質(zhì)量概念

電能質(zhì)量包括四個(gè)方面的相關(guān)術(shù)語(yǔ)和概念：電壓質(zhì)量(Voltagequality)即用實(shí)際電壓與額定電壓間的偏差(偏差含電壓幅值，波形和相位的偏差)，反映供電企業(yè)向用戶供給的電力是否合格;電流質(zhì)量(Current quality)即對(duì)用戶取用電流提出恒定頻率、正弦波形要求，并使電流波形與供電電壓同相位，以保證系統(tǒng)以高功率因數(shù)運(yùn)行，這個(gè)定義有助于電網(wǎng)電能質(zhì)量的改善，并降低網(wǎng)損;供電質(zhì)量 (qualityofsupply)包含技術(shù)含義和非技術(shù)含義兩個(gè)方面：技術(shù)含義有電壓質(zhì)量和供電可靠性;非技術(shù)含義是指服務(wù)質(zhì)量(qualityofservice)包括供電企 業(yè)對(duì)用戶投訴的反應(yīng)速度和電力價(jià)格等;用電質(zhì)量(qualityofconsumption)包括電流質(zhì)量和非技術(shù)含義，如用戶是否按時(shí)、如數(shù)繳納電費(fèi)等，它反映供用雙方相互作用與影響用電方的責(zé)任和義務(wù)。

一般地，電能質(zhì)量的定義：導(dǎo)致用戶設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率偏差。這個(gè)定義簡(jiǎn)單明晰，概括了電能質(zhì)量問(wèn)題的成因和后果。隨著基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制設(shè)備與電子裝置的廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)中用電負(fù)荷結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，即變頻裝置、電弧爐煉鋼、電氣化鐵道等非線性、沖擊性負(fù)荷造成對(duì)電能質(zhì)量的污染與破壞，而電能作為商品，人們會(huì)對(duì)電能質(zhì)量提出更高的要求，電能質(zhì)量已逐漸成為全社會(huì)共同關(guān)注的問(wèn)題，有關(guān)電能質(zhì)量的問(wèn)題已經(jīng)成為電工領(lǐng)域的前沿性課題，有必要對(duì)其相關(guān)指標(biāo)與改善措施作討論和分析。

2 電能質(zhì)量指標(biāo)

電能質(zhì)量指標(biāo)是電能質(zhì)量各個(gè)方面的具體描述，不同的指標(biāo)有不同的定義，參考IEC標(biāo)準(zhǔn)、從電磁現(xiàn)象及相互作用和影響角度考慮給出的引起干擾的基本現(xiàn)象分類如下：

(1)低頻傳導(dǎo)現(xiàn)象：諧波、間諧波、電壓波動(dòng)、電壓與電流不平衡，電壓暫降與短時(shí)斷電，電網(wǎng)頻率變化，低頻感應(yīng)電壓，交流網(wǎng)絡(luò)中的直流;

(2)低頻輻射現(xiàn)象：磁場(chǎng)、電場(chǎng);

(3)高頻傳導(dǎo)現(xiàn)象：感應(yīng)連續(xù)波電壓與電流，單向瞬態(tài)、振蕩瞬態(tài);

(4)高頻輻射現(xiàn)象：磁場(chǎng)、電場(chǎng)、電磁場(chǎng)(連續(xù)波、瞬態(tài));

(5)靜電放電現(xiàn)象。

對(duì)于以上電力系統(tǒng)中的電磁現(xiàn)象，穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象可以利用幅值、頻率、頻譜、調(diào)制、缺口深度和面積來(lái)描述，非穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象可利用上升率、幅值、相位移、持續(xù)時(shí)間、頻譜、頻率、發(fā)生率、能量強(qiáng)度等描述。

保障電能質(zhì)量既是電力企業(yè)的責(zé)任，供電企業(yè)應(yīng)保證供給用戶的供電質(zhì)量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);同時(shí)也是用戶(擁有干擾性負(fù)荷)應(yīng)盡的義務(wù)，即用戶用電不得危害供電;安全用電;對(duì)各種電能質(zhì)量問(wèn)題應(yīng)采取有效的措施加以抑制。

電能質(zhì)量指標(biāo)國(guó)內(nèi)外大多取95%概率值作為衡量依據(jù)，并需指明監(jiān)測(cè)點(diǎn)，這些指標(biāo)特點(diǎn)也對(duì)用電設(shè)備性能提出了相應(yīng)的要求。即電氣設(shè)備不僅應(yīng)能在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值之內(nèi)正常運(yùn)行，而且應(yīng)具備承受短時(shí)超標(biāo)運(yùn)行的能力。

3 電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

綜合新頒布的電磁兼容國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)達(dá)國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，中低壓電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分5大類13個(gè)指標(biāo)。

(1)頻率偏差：包括在互聯(lián)電網(wǎng)和孤立電網(wǎng)中的兩種;

(2)電壓幅值：慢速電壓變化(即電壓偏差);快速電壓變化(電壓波動(dòng)和閃變);電壓暫降(是由于系統(tǒng)故障或干擾造成用戶電壓短時(shí)間(10ms～lmin)內(nèi)下降到90%的額定值以下，然后又恢復(fù)到正常水平，會(huì)使用戶的次品率增大或生產(chǎn)停頓);短時(shí)斷電(又稱電壓中斷，是由于系統(tǒng)故障跳閘后造成用戶電壓完全喪失(3min，電壓中斷使用戶生產(chǎn)停頓，甚至混亂);長(zhǎng)時(shí)斷電;暫時(shí)工頻過(guò)電壓;瞬態(tài)過(guò)電壓;

(3)電壓不平衡;

(4)電壓波形：諧波電壓;間諧波電壓;(由較大的波動(dòng)或沖擊性非線性負(fù)荷引起，如大功率的交一交變頻，間諧波的頻率不是工頻的整數(shù)倍，但其危害等同于整數(shù)次諧波)。

(5)信號(hào)電壓(在電力傳輸線上的高頻信號(hào)，用于通信和控制)

我國(guó)迄今為止已頒布了6項(xiàng)電能質(zhì)量指標(biāo)的國(guó)標(biāo)，概述如下：

3.1 電壓允許偏差

用電設(shè)備的運(yùn)行指標(biāo)和額定壽命是對(duì)其額定電壓而言的。當(dāng)其端子上出現(xiàn)電壓偏差時(shí)，其運(yùn)行參數(shù)和壽命將受到影響，影響程度視偏差的大小、持續(xù)的時(shí)間和設(shè)備狀況而異，電壓偏差計(jì)算式如下：

電壓偏差(%)=(實(shí)際電壓一額定電壓)/額定電壓X100% (1)

《電能質(zhì)量供電電壓允許偏差》(GBl2325-1990)規(guī)定電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行條件下，用戶受電端供電電壓的允許偏差為：

(1)35kY及以上供電和對(duì)電壓質(zhì)量有特殊要求的用戶為額定電壓的正負(fù)偏差絕對(duì)值之和不超過(guò)10%;

(2)10kV及以下高壓供電和低壓三相用戶為額定電壓的 7%～-7%;

(3)220V低壓?jiǎn)蜗嘤脩魹轭~定電壓的 7%～-10%。

衡量點(diǎn)為供用電產(chǎn)權(quán)分界處或電能計(jì)量點(diǎn)。

為了保證用電設(shè)備的正常運(yùn)行，在綜合考慮了設(shè)備制造和電網(wǎng)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)合理性后，對(duì)各類用戶設(shè)備規(guī)定了如上的允許偏差值，此值為工業(yè)企業(yè)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

在工業(yè)企業(yè)中，改善電壓偏差的主要措施有三：

(1)就地進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償，及時(shí)調(diào)整補(bǔ)償量，無(wú)功負(fù)荷的變化在電網(wǎng)各級(jí)系統(tǒng)中均產(chǎn)生電壓偏差，它是產(chǎn)生電壓偏差的源，因此，就地進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償，及時(shí)調(diào)整補(bǔ)償量，從源上解決問(wèn)題，是最有效的措施。

(2)調(diào)整同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流。在銘牌規(guī)定值的范圍內(nèi)適當(dāng)調(diào)整同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流，使其超前或滯后運(yùn)行，就能產(chǎn)生超前或滯后的無(wú)功功率，從而達(dá)到改善網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的功率因數(shù)和調(diào)整電壓偏差的目的。

(3)采用有載調(diào)壓變壓器。從總體上考慮無(wú)功負(fù)荷只宜補(bǔ)償?shù)焦β室驍?shù)為0.90～0.95，仍然有一部分變化無(wú)功負(fù)荷要電網(wǎng)供給而產(chǎn)生電壓偏差，這就需要分區(qū)采用一些有效的辦法來(lái)解決，采用有載調(diào)壓變壓器就是有效而經(jīng)濟(jì)的辦法之一。

3.2 公用電網(wǎng)諧波

諧波(Harmonic)即對(duì)周期性的變流量進(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)荷而產(chǎn)生的?！峨娔苜|(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》(GB/T14529-1993)中規(guī)定了各電壓等級(jí)的總諧波畸變率，各單次奇次電壓含有率和各單次偶次電壓含有率的限制值。

該標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了電網(wǎng)公共連接點(diǎn)的諧波電流(2～25次)注入的允許值;而且同一公共連接點(diǎn)的每個(gè)用戶向電網(wǎng)注入的諧波電流允許值按此用戶在該點(diǎn)的協(xié)議容量與其公共連接點(diǎn)的供電設(shè)備容量之比進(jìn)行分配，以體現(xiàn)供配電的公正性。

3.3 電壓波動(dòng)和閃變

電壓波動(dòng)(Fluctuation)即電壓方均根值一系列的變動(dòng)或連續(xù)的改變;閃變(Flick)即燈光照度不穩(wěn)定造成的視感，是由波動(dòng)負(fù)荷，如電弧爐、軋機(jī)、電弧焊機(jī)等引起的。

《電能質(zhì)量電壓波動(dòng)和閃變))(GBl2326-2000)是在原來(lái)標(biāo)準(zhǔn)GBl2326-1990的基礎(chǔ)上，參考了IEC電磁兼容(EMC)標(biāo)準(zhǔn)IECTl00-3-7等修訂而成的，適用于由波動(dòng)負(fù)荷引起的公共連接點(diǎn)電壓的快速變動(dòng)及由此可能人對(duì)燈閃明顯感覺(jué)的場(chǎng)合，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了各級(jí)電壓下的閃變限制值。

3.4 三相電壓不平衡

《電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度》(GB/T15543-1995)適用于交流額定頻率為50Hz電力系統(tǒng)正常運(yùn)行方式下由于負(fù)序分量而引起的PCC連接點(diǎn)的電壓不平衡，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)正常運(yùn)行方式下不平衡度允許值為2%，短時(shí)不得超過(guò)4%，每個(gè)用戶不得超過(guò)1.3%。而且該標(biāo)準(zhǔn)還解釋：不平衡度允許值指的是在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的最小方式下負(fù)荷所引起的電壓不平衡度為最大的生產(chǎn)(運(yùn)行)周期中的實(shí)測(cè)值，例如煉鋼電弧爐應(yīng)在熔化期測(cè)量等。在確定三相電壓允許不平衡指標(biāo)時(shí)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定用95%概率值作為衡量值。即正常運(yùn)行方式下不平衡度允許值，對(duì)于波動(dòng)性較小的場(chǎng)合，應(yīng)和實(shí)際測(cè)量的五次接近數(shù)值的算術(shù)平均值對(duì)比;對(duì)于波動(dòng)性較大的場(chǎng)合，應(yīng)和實(shí)際測(cè)量的95%的概率值對(duì)比;以判斷是否合格。其短時(shí)允許值是指任何時(shí)刻均不能超過(guò)的限制值，以保證保護(hù)和自動(dòng)裝置的正確動(dòng)作。

3.5 電網(wǎng)頻率

《電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率允許偏差》(GB/T15945-1995)中規(guī)定：電力系統(tǒng)頻率偏差允許值為o.2Hz，當(dāng)系統(tǒng)容量較大時(shí)，偏差值可放寬到 0.5Hz～-0.5Hz，標(biāo)準(zhǔn)中并沒(méi)有說(shuō)明系統(tǒng)容量大小的界限，而在《全國(guó)供用電規(guī)則》中有規(guī)定：供電局供電頻率的允許偏差：電網(wǎng)容量在3GW及以下者為0.2Hz;電網(wǎng)容量在3GW以上者為0.5Hz。實(shí)際運(yùn)行中，我國(guó)務(wù)跨省電力系統(tǒng)頻率都保持在 0.1Hz～-0.1Hz的范圍內(nèi)，這點(diǎn)在電網(wǎng)質(zhì)量中最有保障。

3.6 暫時(shí)過(guò)電壓和瞬態(tài)過(guò)電壓

由于開(kāi)關(guān)操作或雷擊等原因引起，暫時(shí)過(guò)電壓與瞬態(tài)過(guò)電壓是直接危及電力設(shè)備安全運(yùn)行的重要原因之一，以往只是對(duì)電器設(shè)備的耐壓水平進(jìn)行考核，而對(duì)電網(wǎng)中實(shí)際產(chǎn)生的過(guò)電壓水平則無(wú)限制。電網(wǎng)的過(guò)電壓水平也是電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。

《電能質(zhì)量暫時(shí)過(guò)電壓和瞬態(tài)過(guò)電壓》GB/T18481-2001標(biāo)準(zhǔn)主要根據(jù)GB311.1，按過(guò)電壓的波形特點(diǎn)分為兩大類，因?yàn)槭沁^(guò)電壓波形，幅值和持續(xù)時(shí)間決定了對(duì)設(shè)備絕緣和保護(hù)裝置的影響。暫時(shí)過(guò)電壓是指其頻率為工頻或某諧波頻率，且在其持續(xù)時(shí)間范圍內(nèi)無(wú)衰減或衰減慢的過(guò)電壓;瞬態(tài)過(guò)電壓為振蕩的或非振蕩的，通常衰減很快，持續(xù)時(shí)間只有幾毫秒且為緩波前的(例如一些操作過(guò)電壓)或幾十個(gè)微秒且為快波前的(如雷電過(guò)電壓)的過(guò)電壓。雖然操作過(guò)電壓，雷電過(guò)電壓通常分別由操作(或故障)及雷電放電所引起，但其波形特征未必總是如此。例如：當(dāng)變壓器一側(cè)有雷電波作用時(shí)，經(jīng)繞組間耦合的電感性傳遞過(guò)電壓，會(huì)有接近于操作過(guò)電壓的緩波前;而當(dāng)單相接地時(shí)，依照相間的電磁耦合，可在正常相上產(chǎn)生接近于雷電過(guò)電壓的的快波前。因此，本標(biāo)準(zhǔn)中所謂的操作、雷電過(guò)電壓是指可分別用緩波前的操作沖擊和快波前的雷電沖擊來(lái)代表的過(guò)電壓。

4 電能質(zhì)量污染的治理

4.1 治理的基礎(chǔ)性工作

首先要掌握供電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)電能質(zhì)量開(kāi)展實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以掌握其動(dòng)態(tài);第二是分析診斷其變化，即在詳細(xì)分析電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用仿真軟件對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的固有諧振特性進(jìn)行計(jì)算與分析，排除虛假的諧波干擾;第三是開(kāi)展系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)和改造，變電站的設(shè)計(jì)和投運(yùn)以及新的電力用戶投運(yùn)之前都要進(jìn)行諧波源負(fù)荷及電能質(zhì)量要求等方面的技術(shù)咨詢，線路網(wǎng)絡(luò)改造和建設(shè)也要結(jié)合運(yùn)行負(fù)荷的特點(diǎn)和措施，以降低線損，降低設(shè)備損失事故，最后才是開(kāi)展濾波裝置或無(wú)功補(bǔ)償裝置的研制、調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，以了解治理后的效果，并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

4.2 SVC裝置

近些年來(lái)發(fā)展起來(lái)的SVC裝置是一種快速調(diào)節(jié)無(wú)功功率的裝置，已成功地用于電力、冶金、采礦和電氣化鐵道等沖擊性負(fù)荷的補(bǔ)償，它可使所需無(wú)功功率作隨機(jī)調(diào)整，從而保持在非線性、沖擊性負(fù)荷連接點(diǎn)的系統(tǒng)電壓水平的恒定。

Qi=QD QL-Qc (2)

式(2)中Qi、QD、QL、Qc分別為：系統(tǒng)公共連接點(diǎn)的無(wú)功功率、負(fù)荷所需的無(wú)功功率、可調(diào)(可控)電抗器吸收的無(wú)功功率、電容器補(bǔ)償裝置發(fā)出的無(wú)功功率，單位均為kvar。

當(dāng)負(fù)荷產(chǎn)生沖擊無(wú)功△QD時(shí)，將引起

△Qi=△QD △QL △Qc (3)

其中△Qc=0，欲保持△QC不變，即△Qi=0，則△QD=-△QL，即SVC裝置中感性無(wú)功功率隨沖擊負(fù)荷無(wú)功功率作隨機(jī)調(diào)整，此時(shí)電壓水平能保持恒定不變。

SVC由可控支路和固定(或可變)電容器支路并聯(lián)而成，主要有四種型式：

(1)可控硅閥控制空芯電抗器型(稱TCR型)SVC，它用可控硅閥控制線性電抗器實(shí)現(xiàn)快速連續(xù)的無(wú)功功率調(diào)節(jié)，它具有反應(yīng)時(shí)間快(5～20ms)、運(yùn)行可靠、無(wú)級(jí)補(bǔ)償、分相調(diào)節(jié)，能平衡有功，適用范圍廣，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。TCR裝置還能實(shí)現(xiàn)分相控制，有較好的抑制不對(duì)稱負(fù)荷的能力，因而在電弧爐系統(tǒng)中采用最廣泛，但這種裝置采用了先進(jìn)的電子和光導(dǎo)纖維技術(shù)，對(duì)維護(hù)人員要專門培訓(xùn)提高維護(hù)水平。

(2)可控硅閥控制高阻抗變壓器型(TCT型)，優(yōu)點(diǎn)與TCR型差不多，但高阻抗變壓器制造復(fù)雜，諧波分量也略大一些。由于有油，要求一級(jí)防火，只宜布置在一層平面或戶外，容量在30Mvar以上時(shí)價(jià)格較貴，不能得到廣泛采用。

(3)可控硅開(kāi)關(guān)控制電容器型(TSC)：分相調(diào)節(jié)、直接補(bǔ)償、裝置本身不產(chǎn)生諧波，損耗小，但是它是有級(jí)調(diào)節(jié)，綜合價(jià)格比較高。

(4)自飽和電抗器型(SSR型)：維護(hù)較簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，過(guò)載能力強(qiáng)，響應(yīng)速度快，降低閃變效果好，但其噪音大，原材料消耗大，補(bǔ)償不對(duì)稱電爐負(fù)荷自身產(chǎn)生較大諧波電流，無(wú)平衡有功負(fù)荷的能力。

4.3 無(wú)源濾波裝置

該裝置由電容器、電抗器，有時(shí)還包括電阻器等無(wú)源元件組成，以對(duì)某次諧波或其以上次諧波形成低阻抗通路，以達(dá)到抑制高次諧波的作用;由于SVC的調(diào)節(jié)范圍要由感性區(qū)擴(kuò)大到容性區(qū)，所以濾波器與動(dòng)態(tài)控制的電抗器一起并聯(lián)，這樣既滿足無(wú)功補(bǔ)償、改善功率因數(shù)，又能消除高次諧波的影響。

國(guó)際上廣泛使用的濾波器種類有：各階次單調(diào)諧濾波器、雙調(diào)諧濾波器、二階寬頗帶與三階寬頻帶高通濾波器等。

1)單調(diào)諧濾波器：一階單調(diào)諧濾波器的優(yōu)點(diǎn)是濾波效果好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;缺點(diǎn)是電能損耗比較大，但隨著品質(zhì)因數(shù)的提高而減少，同時(shí)又隨諧波次數(shù)的減少而增加，而電爐正好是低次諧波，主要是2～7次，因此，基波損耗較大。二階單調(diào)諧濾波器當(dāng)品質(zhì)因數(shù)在50以下時(shí)，基波損耗可減少20～50%，屬節(jié)能型，濾波效果等效。三階單調(diào)諧濾波器是損耗最小的濾波器，但組成復(fù)雜些，投資也高些，用于電弧爐系統(tǒng)中，2次濾波器選用三階濾波器為好，其它次選用二階單調(diào)諧濾波器。

2)高通(寬頻帶)濾波器，一般用于某次及以上次的諧波抑制。當(dāng)在電弧爐等非線性負(fù)荷系統(tǒng)中采用時(shí)，對(duì)5次以上起濾波作用時(shí)，通過(guò)參數(shù)調(diào)整，可形成該濾波器回路對(duì)5次及以上次諧波的低阻抗通路。

4.4 有源濾波器

雖然無(wú)源濾波器具有投資少、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)階段廣泛用于配電網(wǎng)中，但由于濾波器特性受系統(tǒng)參數(shù)影響大，只能消除特定的幾次諧波，而對(duì)某些次諧波會(huì)產(chǎn)生放大作用，甚至諧振現(xiàn)象等因素，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，人們將濾波研究方向逐步轉(zhuǎn)向有源濾波器(Active PowerFliter，縮寫為APF)。

APF即利用可控的功率半導(dǎo)體器件向電網(wǎng)注入與諧波源電流幅值相等、相位相反的電流，使電源的總諧波電流為零，達(dá)到實(shí)時(shí)補(bǔ)償諧波電流的目的。它與無(wú)源濾波器相比，有以下特點(diǎn)：

a.不僅能補(bǔ)償各次諧波，還可抑制閃變，補(bǔ)償無(wú)功，有一機(jī)多能的特點(diǎn)，在性價(jià)比上較為合理;

b.濾波特性不受系統(tǒng)阻抗等的影響，可消除與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振的危險(xiǎn);

c.具有自適應(yīng)功能，可自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償變化著的諧波，即具有高度可控性和快速響應(yīng)性等特點(diǎn)。

4.5 系統(tǒng)化綜合補(bǔ)償技術(shù)

近段時(shí)間提出的系統(tǒng)化綜合補(bǔ)償技術(shù)是解決電能質(zhì)量問(wèn)題的治本途徑。對(duì)于穩(wěn)態(tài)時(shí)的電壓質(zhì)量問(wèn)題有許多成熟的措施加以解決;但對(duì)于動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題，依靠傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償和常規(guī)的濾波裝置則不能有效地解決，因?yàn)橹T如電壓跌落(sags)、浪涌(surge)、電壓脈沖(impulse)與瞬時(shí)供電中斷(outage)這類電能質(zhì)量問(wèn)題持續(xù)的時(shí)間很短、變化很快，并且有的電能質(zhì)量問(wèn)題還伴隨著部分甚至全部的有功損失等情形。

作為FACTS(基于電力電子技術(shù)的靈活交流輸電系統(tǒng))技術(shù)與配電系統(tǒng)應(yīng)用的延伸一DFACTS技術(shù)(又稱Custompower技術(shù))已成為改善電能質(zhì)量的有力工具，該技術(shù)的核心器件IGCT，它比GTO具有更快的開(kāi)關(guān)頻率，并且關(guān)斷容量已達(dá)到一定規(guī)模，因此DFACTS裝置具有更快的響應(yīng)特性。目前DFACTS裝置主要有：動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器(DVR)、配電系統(tǒng)用靜止無(wú)功補(bǔ)償器(D-STATCOM)、固態(tài)切換開(kāi)關(guān)(SSTS)等。

STATCOM在SVC裝置基礎(chǔ)上，克服了由于呈恒阻抗特性，使得在電壓低時(shí)，無(wú)法提供所需的無(wú) 功支持，應(yīng)付突發(fā)事件的能力較弱;而且占地面積大，過(guò)多的SVC易引發(fā)系統(tǒng)振蕩的弊端，STATCOM的無(wú)功電流輸出可在很大電壓變化范圍內(nèi)恒定，在電壓低時(shí)仍能提供較強(qiáng)的無(wú)功支撐，并且可從感性到容性全范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)，使得其無(wú)功輸出相當(dāng)于同容量SVC的1.4～2倍;因STATCOM的靈活調(diào)壓，還可以大大減少變壓器分接頭的切換次數(shù)，從而減少分接頭故障次數(shù)，另外，STATCOM還可以抑制電壓閃變，提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定水平，結(jié)合我國(guó)的國(guó)情和已有的技術(shù)，發(fā)展STATCOM應(yīng)是解決我國(guó)電壓穩(wěn)定問(wèn)題的有效手段，并且也是DFACTS技術(shù)發(fā)展的主要方向。

DVR則是目前保證對(duì)敏感負(fù)荷供電質(zhì)量非常有效的串聯(lián)補(bǔ)償裝置，因?yàn)樗ㄟ^(guò)自身的儲(chǔ)能單元，能在ms級(jí)內(nèi)將電壓跌落補(bǔ)償至正常值，因此是抑制動(dòng)態(tài)電壓干擾的有效補(bǔ)償裝置，它主要由儲(chǔ)能單元、DC/AC逆變器模塊、連接變壓器等部分組成，儲(chǔ)能容量可根據(jù)用戶電壓跌落統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定，逆變器的模塊一般采用由IGBT構(gòu)成三相全橋結(jié)構(gòu)，采用PWM調(diào)制方式，這種結(jié)構(gòu)控制靈活，便于分相補(bǔ)償。因而DVR與消除電壓跌落，提高大型綜合性敏感工業(yè)負(fù)荷的供電質(zhì)量方面有顯著的效果。

SSTS一般與D-STATCOM配合使用，用于保障由多回獨(dú)立饋線對(duì)重要負(fù)荷的供電質(zhì)量，當(dāng)饋線發(fā)生故障或電壓跌落時(shí)，利用SSTS的快速切換特性(切換速度不到半個(gè)周期)將重要負(fù)荷切換到由另一條饋線供電，切換期間D-STATCOM可向重要負(fù)荷提供1～2個(gè)周期的電能支撐。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著電力電子與信息技術(shù)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的滲透應(yīng)用，一些新型電力負(fù)荷對(duì)電能質(zhì)量的要求不斷提高，電能質(zhì)量已成為電力企業(yè)和用戶共同關(guān)心的課題。當(dāng)今威脅信息電力質(zhì)量的主要干擾除了諧波、電壓波動(dòng)外，更多為人們所關(guān)注的將是電壓暫降和短時(shí)斷電、電壓閃變等動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題;我們應(yīng)因地制宜，對(duì)癥下藥，在深入調(diào)研、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，運(yùn)用FACTS和電力新技術(shù)對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行系統(tǒng)化地綜合補(bǔ)償，這將是今后解決電能質(zhì)量問(wèn)題的最根本途徑。