（广东电网有限责任公司汕尾海丰供电局 516400）
摘要：电能是经济社会发展的重要基础能源，但是电能质量问题经常会造成电力系统的运行问题，现代社会的电力设备越来越多，电能表的计量误差问题也尤为突出，本文就电能质量的自动补偿技术进行分析，以提高电力系统的运行质量。
关键词：电力配电系统；电能质量；自动补偿技术
引言
电子式电能表的普遍推广和使用，使得电能的计量更加准确，性能更加可靠。但电子式电能表的计量误差补偿方法，并不被生产厂以外所掌握和公开。其主要原因在于，电子式电能表的计量误差补偿方法、操作过程多样化；每个厂家、每个产品根据设计的不同都有区别。需要一种不用人为干预，实现电能表计量误差的自动校准的自动补偿技术。
1.电能质量问题出现的原因
电能质量出现问题往往涉及很多因素，通常能够归纳为以下三点。第一，电力系统元件出现非线性问题，即电气元件出现的谐波电流，通常见于发电机、变压器或者直流输电方面，其中直流输电属于电力系统中最大的谐波源。第二，非线性负荷的存在。非线性负荷在工业用电和人民群众日常生活用电中占据了相当大的比重，是谐波问题的重要源头。目前，能够看到的电弧炉即主要的非线性负载，其谐波是因为电弧非线性和起弧时延造成的。实际生活中，经常使用的荧光灯也属于非线性，会产生十分严重的谐波电流。同时，大功率变频装置也会形成非常大的谐波电流，导致电网污染。第三，电力系统故障问题。电力系统在自身实际运行过程中不可避免会存在一些问题和故障，常见的有短路、误操作、雷击等。这些因素往往会造成电能质量的降低。同时，当电网出现故障后，励磁系统和发电机的运行状态都会出现较大变化，也会对电能质量带来相当大的影响。
2电能质量自动补偿控制技术
2.1谐波治理技术
大体上可以分为调谐滤波、无源滤波和有源滤波三种。调谐滤波与无源滤波都是针对系统中的某次谐波设计的被动滤波方法，由一定比率的电抗器和电容器串联组成。调谐滤波主要用于无功补偿，它也可以滤除少部分谐波；而无源滤波阻抗低，谐振频率靠近谐波频率，可滤除大部分谐波，但如果系统谐波分量复杂，必须针对不同谐波分量设计不同次数的滤波柜。有源滤波是由电力电子器件组成的谐波发射装置，是一种主动滤波方法，它通过实时检测负载侧的谐波电流，主动跟踪产生等幅反相的谐波电流注入电网，从而净化电网电源，它可以实现任意阶次谐波的滤除。
2.2保障配电网的无功电源充足
足够的无功电源一方面可以保证电压的稳态性，另一方面削弱了各种负荷对配电网电能质量产生的影响。如若没有足够的无功电源，大部分电能质量控制设备和科学技术会由于电压降低无法实现相应的性能，某些设备在调整低电压时会出现无功缺额现象。所以，应该根据无功功率实际情况合理配置电源，这也是保障电能质量的基础条件，尤其是在较大功率的负荷方面。
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2.3电网频率偏差控制方法
在电力系统中，由于频率的变化，负荷也将随着频率的变化而变化，负荷的这种随频率变化而变化的特性在电力系统中称为负荷的频率特性。由于电力系统实际运行中，频率一般被控制在额定频率附近，因此，通常又可将负荷的静态频率特性近似为线性关系。系统的频率效应能起到减轻能量不平衡的作用，有功负荷随频率的增加而增加，随频率的减小而减小。当系统频率发生变化时，发电机组的调速系统将自动的改变汽轮机的进汽量或水轮机的进水量以增减发电机组的出力。通常把由于频率变化而引起的发电机组输出功率变化的关系称为发电机组的功率-频率特性或调节特性。直接表现为频率升高，则实际输出功率减小；反之，频率降低，则实际输出功率增加。发电机组的功率-频率特性与负荷的功率-频率特性曲线的交点就是电力系统频率的稳定运行点。负荷的变动情况分为随机分量、脉动分量和持续分量，可分别利用一次调频、二次调频、三次调频来调整，从而达到新的平衡。调频要求整个电力系统进行统筹调度与协调，力求使系统负荷在各发电机组之间实现经济分配。可见，在实际电力系统中，需要预留一定的备用容量，电网公司还应做好负荷预测，确定主辅调频厂、调频电源等工作。
2.4谐波监控技术
谐波监控装置以保证变电站母线不超标为目标，同时兼顾谐波源用户的生产状况，在跳闸之前预留充足的处理时间，采取降低谐波的紧急预案，避免跳闸带来的经济损失。客观上激发用户治理谐波的主动性。系统控制共分为三级。第一级控制为用户侧，可独立执行报警跳闸操作；第二级控制为电源侧（变电站出线端）。两级装置谐波采样周期不同。第三级为母线侧控制装置，是其所辖用户线路的管理中枢，当母线超标时对其所管辖的电源侧装置下达投切指令。用户侧第一级控制量由用户负荷的谐波电流和谐波电压两个技术参数量组成逻辑与门控制；电源侧由用户出线负荷谐波电流、谐波电压和供电母线侧谐波电流三个参数量组成逻辑与门控制。确保公共电网总谐波不超标的情况下最大限度满足客户供电可靠性。
2.5自动补偿方法
差动式电能质量测微仪作为配电系统的核心组成设备，能够对精度处于0.1~0.7μm之间的电力因子进行自动补偿校准。为保证电能质量自动补偿技术能对电源并网行为进行可行性分析，测微仪采用16位的A/D转换电路，并通过缩短两个配电节点间规定步距差的方式，使由不规则配电平面引起的电能质量突变情况得到有效缓解。配电工作台通过螺距误差补偿表与A/D转换电路相连，当配电系统中电能质量发生改变时，系统配电参数首先感知到这种变化趋势，并通过自动评价的方式使得电能质量系数达到一定的补偿条件[10]。然后配电系统的显示窗口会根据电能质量的具体变化幅度，调整补偿数据的变化趋势，直至实现系统的协调配电。最后差动式电能质量测微仪对配电系统中的剩余电能质量系数进行统计整理，根据自动补偿标准对这些系数进行筛选处理，对所有满足电力配电应用标准的数据参量进行建表处理，生成全新的螺距误差补偿表，供A/D转换电路进行配电消耗。
2.6加强无功电压技术
无功电力调度，电网负荷与电压的运行情况经常会发生变化，电力调度部门应根据这些变化及时调整调压装置与无功补偿装置。电压调整，局部电压出现波动，调度部门应改变枢纽变电站的运行方式，重新分配有功与无功电力潮流。当局部的电压波动较大，甚至给电网安全造成威胁时，电力调度部门便需要限制电压负荷。电压质量技术监督，对电压质量的监督应从规划设计、基建、调度和运行等环节入手。同时，电压质量技术监督工作要跟上时代的发展，在工作过程中合理运用先进科学技术，逐步提高电压质量技术监督水平
结语
电能表误差自动补偿系统是一种自动化的电表误差修正方法。根据所使用的校表台厂家不同，上位机程序需要相应的调整，我公司是与某检定装置生产厂家合作，将检表与自动补偿系统软件合二为一，取得了最简捷最优质的效果。实现计量误差自动化后，在一年一度的表计检定时，发现不合格电表可以随时进行补偿，无须返厂，快速投入到现场继续使用，企业、电业管理部门及用户均可受益。
参考文献：
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[3]俞盛荣，胡龙湘.对电子式电能表几项功能的讨论[J].电测与仪表，2016（01）.
[4]耿浩，王祥胜，高参，等.电能质量综合管理系统的研究与应用[J].电子设计工程，2017，25（5）：170-174.
论文作者:王洪群
论文发表刊物:《河南电力》2018年23期
论文发表时间:2019/7/2
标签：谐波论文; 电能论文; 频率论文; 负荷论文; 质量论文; 电压论文; 误差论文; 《河南电力》2018年23期论文;