关于提高配电网电能质量精细化管理的措施及建议

张少栋 王钰 王鹿军

【摘  要】近年来，随着我国社会经济的快速发展，我国电力系统也加快了发展步伐，整体管理机制和控制措施也要具有时代特征。由于人们生产生活对电能的需求量在增多，需要相关部门结合电流管理要求，对电能质量进行集中控制和综合处理，保证供电系统工作效率符合实际需求。本文就对配电网电能质量精细化管理措施及建议进行探讨。

【关键词】配电网;电能质量;精细化;管理

电能质量是保障电网系统安全、稳定与经济运行的重要方面，直接影响用户用电质量以及电气设备的安全使用和寿命长短。随着目前供电企业生产运行系统的自动化程度大幅提高，网络通信与自动化控制技术的发展为实现电网电压质量及电流谐波监测信息管理的实时化、自动化和系统化奠定了可靠的技术基础。通过对国网平遥县供电公司电能质量管理现状的深入分析和探讨，查找出公司目前电能质量管理各环节中的问题和不足，并结合相关管理手段来实现电力企业电能质量的动态精细化管理。以期向用户供应合格的电能，这也是建设现代化一流配电网企业的重要保证。

1、供配电系统设计

通常情况下可以用频率、电压偏差、电压波动、高次谐波以及三相电压的不平衡度来衡量电能质量，根据国家供用电规则，一般交流电力设备的额定频率为50Hz，频率偏差一般不得超过±0.5Hz。如果电网装机容量在300万kW或者以上时，频率偏差为±0.2Hz，当电网装机容量在300万kW以下时，频率偏差为±0.5Hz。随着人们生活与工业生产对于用电量的需求越来越大，使得电网中的总电流不断增加，这样一来就促使供配电系统中的变压器、电器设备以及导线等元件的容量越来越大，而且用户端电器启动控制设备、电量测量仪器的规格以及尺寸也要随之增大，所以也就使初期的投入成本相应升高。在传输同样的有功功率越多将会使总电流增大，从而增加了线路以及设备的损耗以及线路以及变压器的电压损失。电网的无功功率不足，会造成负荷端的供电电压降低，但如果电网中的无功功率过盛，则会使供电电压过高。对于供配电系统来说，如果用电额突然出现大幅度的增加，电网频率将会明显降低，导致供配电系统不能正常运行，这时就需要通过采取一些有效措施使供配电系统的频率得到有效地恢复。

2、供配电系统电能质量控制模块

2.1电压偏差质量控制模块

在供配电系统中，电压参数具有非常关键的意义和价值，只有保证电压质量，才能从根本上保证电能质量的稳定性。并且，电压数值的稳定性和供配电安全运行以及线路损耗等项目之间的关系也非常密切，需要引起相关部门的着重关注。在系统常规化运行过程中，系统中各个部位的实际电压会和系统的额定电压有所差距，主要是线损问题导致的。也就是说，在常规情况下，正常的负荷电流或者是故障电流在实际应用和运行过程中，要借助供配电系统中的各个元件进行传输，相应传输过程就会导致其电压偏差产生电压损失。在国家规定中，电压偏差管理项目具有非常重要的意义。在实际标准中，供电部门与用户的产权分界处亦或是供用电协议规定项目中，对于电能质量计量管理体系最大允许电压偏差有明确的标注，要求其控制在30kV左右，电压自身正负偏差绝对值的和控制在10%左右。若是10kV亦或是三相供电电流，则整体系统的正负电压偏差数值要控制在±7%之间。正是由于电压偏差会直接制约配电系统的电能质量，相关管理部门和项目控制人员要积极践行更加系统化的管理措施和管控模型，要建立健全安全科学且有效的调节电压差措施。1）在电能线路运行过程中，要结合实际管理需求进行统筹分析和综合性处理，从而保障电压损耗有所减少，提高整体管理能力，优化整合数据信息和管理措施。不仅仅要对相关处理机制进行统筹分析，也要对具体管理措施进行整合，在实际管理体系中要合理化减小系统的阻抗数值和变压级数等参数，保证处理效果符合预期。技术人员要结合实际需求进行项目统筹分析，确保电力管理系统中三相电压的平衡度参数符合标准，为项目升级奠定坚实基础。技术人员要保证高压线路延伸到负荷中心后，相应的管理体系和控制模块符合预期，并积极建立系统化处理机制，升级项目管控措施。项目管理人员只需要采用多回路并联的方式就能对整体装置应用效果进行全面改良和统筹处理。2）要合理选择变压器和电压分接接头，对质量模型和经济运行框架展开深度分析和调研，升级损耗管理效果。在实际管理模型建立和应用体系中，要保证供配电系统阻抗数值符合实际需求，减少线路长度以及适时增加导向的横截面积，对整体长度处理效果和应用框架展开深度分析。只有积极落实高压补偿机制，才能在稳定功率因素以及减少供配电线路无功功率的同时，实现有功损耗的有效处理。

2.2电压波动

电压包络线会产生周期性的变动，电压也会产生一系列的变动，当这种变动速度大于或等于0.2%时，就被称之是电压波动。当供配电系统产生电压波动时，系统的阻抗会随之增大，电网中电压的耗损会随之增加，使供配电系统出现电压异常，从而影响到电能质量。抑制电压波动的措施包括：（1）合理接线，对于负荷变化比较大的设备应用专用的线路或变压器，从而进行专向的供电。（2）系统运行中，当电压波动严重的时候，减小或切断引起此现象的波动性负荷。（3）特殊设备采用专用变压器单独供电。（4）大型的冲击性负荷应配备可以吸收冲击性无功功率的装置。

2.3电动机起动时的电压降

电动机在启动的过程中会引起电压降，因此也会对定能质量产生一定的影响，因此必须对其进行科学、有效的管理，合理选择电动机的启动方式。电动机启动方式包括全压启动和降压启动两种，当设备能够承受电动机全压启动时所产生的冲击转矩时才可以选择这种方式。由于全压启动会造成配电线路上强烈的电压降，而且启动电流也很大，容易对设备造成损伤，但是全压启动具有安全、经济、可靠以及启动简单等优点;降压启动是利用星三角启动器或者自耦变启动器进行启动。星三角启动器可以通过手动或者自动的方式来控制降压启动，它的操作非常简单，采用这种方式时电流的性能稳定，但是转矩特性较差，所以只适用于无载或者轻载起動的场合。自耦变启动器又称补偿器，通常在额定电压为220/380的三相笼型感应电动机中应用，利用自耦变启动器进行降压启动，不仅能够满足各种负载的启动需求，而且还能够获得比星三角启动时更稳定的转矩，而且自耦变启动器还附有热继电器和失电压脱扣器，能够完善过载和失电压保护等功能所以适用范围更广。

2.4高次谐波

高次谐波的产生是由于设备能够向电网输送50Hz以上频率电流并且直接与电力系统相连接，也成为谐波源。伴随着大量非线性负荷的增加以及硅整流设备的普及应用，导致了越来越多的高次谐波流向电网，而大量的谐波造成的危害包括：使电机以及变电器降低容量，超负荷运行温度急速升高增加损耗;降低电力电缆的容量，电力电容器超负荷运行甚至直接损坏;改变继电器的性能，无法做出正确操作;使晶闸管整流装置不能正常工作;严重影响了电压的稳定从而致使电能质量的下降。这样一来会对供配电系统造成严重的损伤。必须要加强对谐波的管理措施，以提高供配电系统电能的质量。

3、结语

国民经济与电力系统发展到如今，电能的供求关系的矛盾已经逐步得到了解决，但是有关于电能质量的各种问题却越来越被人们所重视，供配电系统在运行中产生各种电能损耗，电能质量达不到要求，会给人们的日常生活和工业生产带来种种不利的因素，造成各种各样的损失。为了让供配电系统可以经济、安全、合理、稳定的运行，必须结合科学、有效的方法及技术，从而提高供配电系统电能质量，满足不断发展的社会的需求。

参考文献：

[1]张显庆，方海垠.电网电能质量分析和控制[J].黑龙江科技信息，2017（3）

（作者单位：然后湖北工业大学电气与电子工程学院）