简析电能质量与供电可靠性关系论文_郭凯,郭丰瑞

简析电能质量与供电可靠性关系论文_郭凯,郭丰瑞

(国网天津东丽供电分公司 天津 300300)

摘要:近年来,随着经济的发展,精密仪器和电子设备得到了广泛应用,这些设备对电压变化很敏感,短时的供电中断或电压有效值下降,往往会造成设备不正常运行,发生停机等事故,产生重大经济损失。因此在现代经济社会和电力负荷环境下,这种传统供电可靠性指标已不能完全满足时代的要求,必须重新认识供电可靠性。

关键词:电能质量;供电可靠性;关系

一、电能质量与电力可靠性定义

1.1电能质量问题

关于电能质量,美国电气电子工程师协会IEEE给出的定义为:合格电能质量的概念是指给敏感设备提供的电力和设备的接地系统是均适合于该设备正常工作的。IEV给出的定义是:用于表征电力系统给定节点电压、电流、频率特征的一组技术参数。目前所认识的电能质量问题以电网运行方式而言可以粗落地分为稳态电能质量问题及暂态电能质量问题。稳态电能质量参数刻划了电力系统稳态运行方式下的运行状态,主要参数包括电压偏差、频率偏差、三相不平衡度、谐波电压电流、电压波动闪变等5类电能质量指标。所谓暂态电能质量即电力系统暂态事件或局部暂态事件所引起的运行参数的变化,以有效值为出发点的主要技术参数有电压暂降、电压暂升、电压短时中断等。目前,过电压指标也已经纳入电能质量的技术参数范畴。

1.2电力系统可靠性问题

由于在现代电力系统和电网负荷条件下,暂态电能质量问题,特别是电压暂降和短时中断引起的问题越来越突出,在工业发达国家,研究者提出在计算敏感负荷所在系统的可靠性时,应将暂态电能质量问题的影响计入在内,因为可靠性应按用户对供电“感受到”了停电影响来加以考虑。根据IEEE标准,用户侧电压低于10%额定电压就被视为停电。实际中,有时虽然没有停电,因暂态电能质量问题,用户实际使用不上符合其要求的电能,就应看作电能质量不合格,因为此时就有可能引起用户侧电压间断。而按传统供电可靠性指标的定义,因暂态电能质量问题造成用户不能连续性使用电力进行生产的情况并未纳入评估体系,蒙受损失的用户必然质疑目前评估的99.9%或99.99%的供电可靠率指标及其定义是否可信。由此可见,在现代经济社会和电力负荷条件下,暂态电能质量问题越来越突出,对传统意义上的供电可靠性带来了新的挑战,供电可靠性已经不能仅仅用发生在配电系统中的持续故障事件的频率和停运时间来表征,在开放电力市场按质论价的环境下,应从用户角度来理解供电可靠性问题,把电力系统的暂态电能质量问题,特别是电压暂降和短时中断的评估纳入到可靠性研究的领域中来。

二、电能质量和配电可靠性关系

从上文的分析得知,在电能质量研究逐渐深化的大环境下,以前的供电结构可靠性理论所涵盖的内容已无法满足用户尤其是敏感产品对供电可靠性的的需求。这种负荷对电力质量参数,比例如电压下降、上升、谐波、三相不平衡都十分敏感,尽管发生电能质量故障时也会导致传统观念的电力中断,也未导致传统概念的供电可靠性系数恶化,可是这类电能质量缺陷却极易导致重大的客户损失和导致重大的电力问题,从而引发供电可靠性故障,这时的电能质量缺陷成为关键的供电可靠性指标,由此,新形势下,每件供电可靠性事情的分析都应包括电能质量的内容。

通常情况下,电力质量和电力可靠性关系表现在以下几个方面:

第一,传统的电力可靠性是系统工作的最终目标,但在新形势下,标准的电力质量的电网供应才是电力运行的最终目标,简单的说,电力质量问题本来就是供电可靠性问题,是以往可靠性内容的再次延伸。

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第二,以往供电可靠性详细的描述显著的供电中断问题,这类的问题物理现实是明白可见的,可电力质量问题往往是半个周波到几十毫秒的问题,这种问题系统根本得不到感知、不能清晰可见,可是对客户来说将会使以此重大的中断事件,因而需要依据电能质量的概念去描述这类的供电可靠性问题。

第三,以往的供电可靠性的终极目标是不因时间而变化的,即一直提供不断的电能供应,可是电力质量指标的类型与特性却能够因技术的发展而改变。比如依旧以上述重合闸问题研究,随着客户对重合闸环节中电力质量问题的分析了解到,这是个历经不足1s的供电中断问题,如果计算机安装了UPS电源,便可以顺利度过这个短暂过程,这时对计算机来说,也就不存在因这个电力质量问题而引发的供电可靠性事件。当全部的敏感设备都设置UPS之后,当前所确定的电压暂降问题也就不再是电力质量问题了。

第四,电力质量事件还包含了电网系统安全可靠经济运行情况。

三、提高电力质量技术控制是增强电力可靠性能力的必然需求

由于电力质量议题和属性归属电力可靠性内容的范畴,是电力可靠性知识及外延的深入延伸,因此,新环境下应不断强化电力质量技术控制,把电力可靠性的认识推向更高一个层次。

电力质量技术控制不但要建立完善的电力质量监控管理制度,还应从技术层面提供稳定的电力质量监管环境,进而从技术和实践方面保证电力可靠性系统的实现。利用网络进行电力质量在线监督系统,监督点各种电力质量实现数据持续不断的传送到电力质量监督中心信息库,电力质量监督中心按照特定的各种指标、评估方式对电力系统电力质量环境实现综合研究,及时发现隐藏的电力质量问题,向生产单位提供技术方面可靠的处理措施。

当前,由多个监督点组成的涵盖供电到500kV供电等级的电力质量在线监督体系在江苏电网企业已成功建立并投入使用,这个系统为电力质量技术监控奠定了坚实的基础。江苏省电网企业在电力质量监督网使用的基础上,领先进行了电力质量预警作业的分析,在供电网方上面,构建了比较健全的电力质量预警系统,主要包含对可靠性指标和网损等供电运行系统在内的预警。所研究的电力质量预警系统已在江苏省网内得到使用,对供电网电力质量预警异常事件预警获得了显著效果。

在实行电力质量在线监督系统工作的基础上,电网运行部门、电网科学研究中心还使用便携式电力质量研究设备,定时或不定时的对高度污染源客户进行电力质量用电条件分析,按照客户用电产品特征,向客户提供较好的优秀用电方案,在逐渐降低客户污染的同时,还能增加电能使用率,为企业绿色环保提供有效的技术支撑。

在以上电力质量监督研究技术方式保证的前提下,针对各种科学技术产业对电力质量敏感的客户,电网生产、运营、电网科学研究中心还结合电力质量环境特点,对不同敏感性客户提供较好的抗扰度手段建议对策,帮助企业抵御电力质量污染的影响,不断增强敏感客户的配电可靠性能力,切实为客户服务。

结语

在网络电网时代尤其是智能电网理念的大环境下,电力质量问题应该是电网系统可靠性问题的逐步延伸。电力质量指标的确定应根据其特点借鉴供电可靠性指标的诸多内容,注重电力质量事实上是多角度关注电力可靠性。

参考文献:

[1]王彬,何光宇,陈颖,胡长金,闾海荣.智能电网评估指标体系中电力用户需求指标集的构建[J].电网技术,2012.

[2]李正明,施诗,潘天红,陈武晖.基于灰色关联度和理想解法的电能质量综合评估方法[J].电力系统保护与控制,2014.

作者简介:

郭凯(1990.10-),男,山西运城人,天津大学电气工程专业硕士,单位:国网天津市电力公司。

郭丰瑞(1989.04-),男,黑龙江伊春人,天津大学电气工程硕士,单位:天津电力公司东丽供电分公司。

论文作者:郭凯,郭丰瑞

论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期

论文发表时间:2017/10/20

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