電能作為一種商品,質(zhì)量是衡量它價值的尺度,各行各業(yè)的人對電能質(zhì)量的認(rèn)識不同。
什么是電能質(zhì)量?
電能質(zhì)量,是指優(yōu)質(zhì)供電,包括電壓質(zhì)量、電流質(zhì)量、供電質(zhì)量和用電質(zhì)量。可定義為:導(dǎo)致用電設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差,其內(nèi)容包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、三相不平衡、暫時或瞬態(tài)過電壓、波形畸變(諧波)、電壓暫降、中斷、暫升以及供電連續(xù)性等。
在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中,電壓暫降和中斷已成為最重要的電能質(zhì)量問題。
1.電壓質(zhì)量:是以實際電壓與理想電壓的偏差,反映供電企業(yè)向用戶供應(yīng)的電能是否合格的概念。這個定義能包括大多數(shù)電能質(zhì)量問題,但不能包括頻率造成的電能質(zhì)量問題,也不包括用電設(shè)備對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響和污染。
2.電流質(zhì)量:反映與電壓質(zhì)量有密切關(guān)系的電流的變化,是電力用戶除對交流電源有恒定頻率、正弦波形的要求外,還要求電流波形與供電電壓同相位以保證高功率因素運(yùn)行。
3.供電質(zhì)量:其技術(shù)含義是指電壓質(zhì)量和供電可靠性,非技術(shù)含義是指服務(wù)質(zhì)量。
4.用電質(zhì)量:包括電流質(zhì)量與反映供用電雙方相互作用和影響中的用電方的權(quán)利、責(zé)任和義務(wù),也包括電力用戶是否按期、如數(shù)交納電費(fèi)等。
引起電能質(zhì)量的原因
1. 電力系統(tǒng)元件存在的非線性問題
電力供電系統(tǒng)中元件的非線性問題有:發(fā)電機(jī)正常工作中產(chǎn)生的諧波;電網(wǎng)中各變壓設(shè)備產(chǎn)生的諧波;直流輸電產(chǎn)生的諧波;經(jīng)過高壓后的輸電線路對諧波的放大作用。另外,并聯(lián)電容器在變電站中的設(shè)置等因素也都會造成諧波的出現(xiàn)。這些因素中直流輸電因素是現(xiàn)在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生諧波的主要因素。
2. 非線性負(fù)荷
非線性負(fù)載在工業(yè)和生活用電中展的比例很大,這是電力系統(tǒng)中產(chǎn)生諧波的主要根源。非線性的主要負(fù)載是電弧爐,電弧爐起弧的時延及電弧的嚴(yán)重非線性產(chǎn)生了諧波。
3. 電力系統(tǒng)故障
電能質(zhì)量也會受到電力系統(tǒng)運(yùn)行時的內(nèi)外故障影響,例如,各種自然災(zāi)害、人為的非正常操作、各種線路短路、電網(wǎng)出現(xiàn)故障時發(fā)電機(jī)及勵磁系統(tǒng)工作狀態(tài)的改變等都會對電能的質(zhì)量造成很大的影響。
治理電力諧波的方法
1.主動治理:即從諧波源本身出發(fā),通過改進(jìn)用電設(shè)備,使其不產(chǎn)生或少產(chǎn)生諧波;
2.受端治理:即從受到諧波影響的設(shè)備或系統(tǒng)出發(fā),提高它們抗諧波干擾能力;
3.被動治理:即通過安裝電力濾波器,阻止諧波源產(chǎn)生的諧波注入電網(wǎng),或者阻止電力系統(tǒng)的諧波流人負(fù)載端。
改善電能質(zhì)量的措施
1.調(diào)整負(fù)荷:降低負(fù)荷的敏感程度,如果遇到要求負(fù)荷電能質(zhì)量特別高的電力用戶僅依靠電力企業(yè)采取的措施不能在短期內(nèi)滿足要求時,電力企業(yè)必須和電力用戶共同采取必要措施,使負(fù)荷減少敏感程度及降低電能質(zhì)量不良程度。
2. 改進(jìn)電網(wǎng):電力企業(yè)安裝抑制或消除電力擾動的必要設(shè)備。
經(jīng)常見到的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置功能相對單一,例如,有源濾波器 APF、動態(tài)電壓恢復(fù)器DVR等,全面實現(xiàn)電力用戶電能質(zhì)量的設(shè)備是電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器,其組成主要是一個電容把一個并聯(lián)逆變器和串聯(lián)逆變器耦合在一起。
并聯(lián)逆變器進(jìn)行非線性負(fù)載諧波電流及無功補(bǔ)償使用的是 PWM 電流控制技術(shù),起到調(diào)節(jié)電容直流電壓的作用。而串聯(lián)逆變器使用的是 PWM 電壓控制技術(shù),其主要是對輸出的電壓進(jìn)行控制以達(dá)到抑制諧波、降低負(fù)荷的敏感程度。電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器由于其是有一個串聯(lián)和并聯(lián)的逆變器組成的,因此其具有兩者的結(jié)構(gòu)特征,對網(wǎng)絡(luò)中電流和電壓的波形可同時調(diào)節(jié),電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器的應(yīng)用極大的解決了電網(wǎng)中電能質(zhì)量問題的出現(xiàn)