論現(xiàn)代電能質(zhì)量的基本問(wèn)題-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 能質(zhì)量的改善，并降低線損，但不能概括大多數(shù)因電壓原因造成的質(zhì)量問(wèn)題，而后者往往并不總是由用電造成的。實(shí)際上，供電系統(tǒng)只能控制電壓，而不能控制某一負(fù)載汲取電流。IEEE技術(shù)協(xié)調(diào)委員會(huì)已正式采用“Powerquality”這一術(shù)語(yǔ)，并且給出了相應(yīng)的技術(shù)定義：“合格電能質(zhì)量的概念是指給敏感設(shè)備提供的電力和設(shè)置的接地系統(tǒng)是均適合于該設(shè)備正常工作的”。當(dāng)然這里的“偏差”應(yīng)廣義理解，甚至應(yīng)包括供電可靠性。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著新型電力負(fù)荷迅速發(fā)展以及它們對(duì)電能質(zhì)量的要求不斷提高，電能質(zhì)量才逐漸成為電力企業(yè)和用戶共同關(guān)心的問(wèn)題。當(dāng)今自動(dòng)化設(shè)備的連續(xù)精加工生產(chǎn)，不論是變速拖動(dòng)還是機(jī)器人，工作母機(jī)還是自動(dòng)化生產(chǎn)線，例如柔性制造系統(tǒng)(FMS)或計(jì)算機(jī)綜合制造系統(tǒng)(CIMS)，它們對(duì)配電系統(tǒng)中的干擾和異常非常敏感，甚至幾分之一秒的不正常就可能在工廠內(nèi)部造成混亂，這些用戶對(duì)不合格電力的容許度可嚴(yán)格到1～2個(gè)周波。3幾個(gè)基本問(wèn)題電能質(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。表1電力系統(tǒng)電磁現(xiàn)象的種類和特征須指出，電能是一種特殊產(chǎn)品，同樣具有產(chǎn)品的若干特征，如可被測(cè)量、其質(zhì)量可以用各種指標(biāo)加以描述等。我國(guó)“電力法”第二十八條規(guī)定：“供電企業(yè)應(yīng)當(dāng)保證供給用戶的供電質(zhì)量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)外大多取95概率值作為衡量依據(jù)。由式(3)可見(jiàn)，參數(shù)對(duì)額定值差可以分解為兩個(gè)部分，即平均偏差ΔNp和標(biāo)準(zhǔn)偏差σ。電能質(zhì)量造成的損失不僅取決于指標(biāo)偏差大小及其持續(xù)時(shí)間，還取決于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、地理?xiàng)l件、運(yùn)行維護(hù)管理水平以及用電負(fù)荷性質(zhì)，要評(píng)估這方面的危害宜使用實(shí)測(cè)和統(tǒng)計(jì)方法。盡管這個(gè)數(shù)據(jù)十分粗略，仍有很多文章加以引用。②需要測(cè)量各次諧波以及間諧波的幅值、相位；需要有足夠高的采樣速率，以便能測(cè)得相當(dāng)高次諧波的信息。電能質(zhì)量的分析計(jì)算涉及對(duì)各種干擾源和電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述，需要開(kāi)發(fā)相應(yīng)的分析軟件和工程方法來(lái)對(duì)各種電能質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)的分析，為改善電能質(zhì)量提供指導(dǎo)。目前較通用的時(shí)域仿真程序主要有EMTP、EMTDC、NETOMAC、BPA等系統(tǒng)暫態(tài)仿真程序和SPICE、PSPICE、MATLAB、SABER等電力電子仿真程序兩大類。(3)基于變換的方法這里主要指Fourier變換方法、短時(shí)Fourier變換方法和小波變換(WT)方法。此外，由于FFT變換是對(duì)整個(gè)時(shí)間段的積分，時(shí)間信息得不到充分利用；信號(hào)的任何突變，其頻譜將散布于整個(gè)頻帶。而且這種方法的離散形式?jīng)]有正交展開(kāi)，難以實(shí)現(xiàn)高效算法。近年來(lái)，已有文獻(xiàn)介紹應(yīng)用小波變換方法進(jìn)行電能質(zhì)量評(píng)估、電磁暫態(tài)波形分析和電力系統(tǒng)擾動(dòng)建模等電能質(zhì)量問(wèn)題的研究。在抑制諧波、降低電壓波動(dòng)和閃變以及解決三相不平衡方面，目前已有幾種裝置可供選擇，例如技術(shù)已相當(dāng)成熟的無(wú)源濾波器、靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置(SVC)等。其中串聯(lián)補(bǔ)償裝置，如TSSC、TCSC等能使輸電線路的阻抗變小，相當(dāng)于縮短了輸電線路的長(zhǎng)度，因此是提高系統(tǒng)輸送容量和暫態(tài)穩(wěn)定性的重要手段；而并聯(lián)補(bǔ)償裝置——STATCOM，通過(guò)與系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)功功率交換[FS:PAGE]，以維持線路電壓恒定，因此是抑制系統(tǒng)電壓波動(dòng)、閃變和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性特別是電壓穩(wěn)定性的有力工具；UPFC則綜合了串、并聯(lián)補(bǔ)償?shù)墓δ埽軐?duì)線路電壓、阻抗、相位進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)控制潮流、阻尼振蕩、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性等多種功能。表2給出了目前世界上已投入運(yùn)行的主要FACTS和DFACTS裝置，中國(guó)已成為繼美、日、德之后第4個(gè)在大容量FACTS裝置研制與應(yīng)用方面擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)家。電能質(zhì)量指標(biāo)一般應(yīng)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)形式賦予明確的定義并給出其允許范圍。該學(xué)科的著眼點(diǎn)是對(duì)干擾的產(chǎn)生、傳播、接收、抑制機(jī)理以及其相應(yīng)的測(cè)量、計(jì)量技術(shù)進(jìn)行深入的研究。協(xié)調(diào)的辦法就是制訂出合理且配套的規(guī)定值。實(shí)際上EMC水平是為了達(dá)到協(xié)調(diào)的目的而定出的一個(gè)參考值，有這一參考值便可以采用適當(dāng)?shù)姆椒ê驮６龋_定干擾源的發(fā)射限值以及電氣設(shè)備抗干擾限值，這從圖1和圖2中可以一目了然。因此盡管電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)至今尚未統(tǒng)一(限于篇幅，本文不引證各國(guó)的標(biāo)準(zhǔn))，但隨著國(guó)際貿(mào)易的發(fā)展和各國(guó)間技術(shù)交流的需要，標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際化趨勢(shì)是不可避免的。IEC的61000系列標(biāo)準(zhǔn)文件實(shí)際上分國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)類文件和第一、二、三類技術(shù)文件。我國(guó)正在積極采用國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，特別是IEC制定的EMC標(biāo)準(zhǔn)。1995年，歐洲共同體在英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，頒布了一個(gè)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，稱為“公用配電系統(tǒng)供電特性”，作為歐洲共同市場(chǎng)對(duì)中、低壓電能質(zhì)量的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)［10］。
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