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1、2023/3/282023/3/281 1电能质量监督、管理与运行电能质量监督、管理与运行2023/3/282一、电能质量监测技术一、电能质量监测技术(一)电能质量测量的特殊性(一)电能质量测量的特殊性(二)电能质量测量仪表的分类(二)电能质量测量仪表的分类(三)电能质量监测网络(三)电能质量监测网络(四)电能质量监测的若干发展趋势(四)电能质量监测的若干发展趋势二、电力市场化对电能质量的影响与改善措施二、电力市场化对电能质量的影响与改善措施三、国内外电能质量管理策略三、国内外电能质量管理策略四、关于我国实行电能质量全面运行监督的建议四、关于我国实行电能质量全面运行监督的建议内容提要2023/
2、3/283 电网中电能质量的运行监督,主要电网中电能质量的运行监督,主要是由各级电力调度部门进行日常的电压和是由各级电力调度部门进行日常的电压和频率偏差监测和调整。对谐波、电压波动频率偏差监测和调整。对谐波、电压波动与闪变、三相电压不平衡度等质量指标,与闪变、三相电压不平衡度等质量指标,一般由检测中心采取不定时或专门检测,一般由检测中心采取不定时或专门检测,发现问题再与相关用户协商,采取措施发现问题再与相关用户协商,采取措施解决。解决。下面首先介绍电能质量下面首先介绍电能质量的监测技术。的监测技术。2023/3/284一、电能质量监测技术 电能质量的监测是供电部门和用户了解电电能质量的监测是供
3、电部门和用户了解电能质量、采取相应措施的基础。我国很多地区能质量、采取相应措施的基础。我国很多地区现已采取了不同方式的监测方法,重点对各种现已采取了不同方式的监测方法,重点对各种污染源进行监测。污染源进行监测。在城市配电网中,也存在着各种污染源。在城市配电网中,也存在着各种污染源。如写字楼、办公楼、大型商场集中的商业区、如写字楼、办公楼、大型商场集中的商业区、金融区以及居民小区等地区,由于大量的电力金融区以及居民小区等地区,由于大量的电力电子设备(调速电机、开关电源、计算机、微电子设备(调速电机、开关电源、计算机、微波炉、彩电、打印机、电子式和铁磁式镇流器、波炉、彩电、打印机、电子式和铁磁式镇
4、流器、空调、节能灯、空调、节能灯、UPSUPS等)的使用,用户负载中等)的使用,用户负载中的谐波问题较突出。的谐波问题较突出。2023/3/285(一)电能质量测量的特殊性1).测量方法的多样性与测量结果的可比性测量方法的多样性与测量结果的可比性l首先是电能质量问题的分类与定义要明确;应当与国家标准中首先是电能质量问题的分类与定义要明确;应当与国家标准中的推荐测量方法相一致。的推荐测量方法相一致。2).实际传感元件设计条件与测量精度要求相矛盾实际传感元件设计条件与测量精度要求相矛盾l一般来讲,通常采用的电压与电流传感器件在低频传导现象上一般来讲,通常采用的电压与电流传感器件在低频传导现象上基本
5、满足工业生产的检测要求。基本满足工业生产的检测要求。3).事件型电能质量问题的记录与连续检测在处理时间上的配合事件型电能质量问题的记录与连续检测在处理时间上的配合 增加了统一电能质量检测仪器在设计上的复杂性增加了统一电能质量检测仪器在设计上的复杂性4).电能质量测量往往需要从局域或全局综合评价电能质量测量往往需要从局域或全局综合评价 后台的统计分析工作不可少,测量与评估方法要紧密联系后台的统计分析工作不可少,测量与评估方法要紧密联系 应根据实际问题来决定需要什么样的监测应根据实际问题来决定需要什么样的监测2023/3/286(二)电能质量测量仪表的分类l1)按测量内容和功能分类)按测量内容和功
6、能分类l2)按测量实现方法分类)按测量实现方法分类l3)按使用环境和条件分类)按使用环境和条件分类美国美国FLUKE公司的产品类型分类公司的产品类型分类l标准型标准型l故障诊断型故障诊断型l分析型分析型l预见维护型预见维护型2023/3/287标准型电能质量检测l标准型标准型l测量基本的电能质量,即电网工作中供电方能够提供给用电方常测量基本的电能质量,即电网工作中供电方能够提供给用电方常见的电气操作与稳定运行的基本电能质量要求。见的电气操作与稳定运行的基本电能质量要求。l满足对电能质量的最低要求满足对电能质量的最低要求(非计算机级别(非计算机级别-EN50160标准)标准)l基于供电系统的电压
7、测量基于供电系统的电压测量l对标准型的技术经济等要求对标准型的技术经济等要求l便携或便于安装便携或便于安装l一周的电压记录长度,没有高速瞬变现象的捕捉能力一周的电压记录长度,没有高速瞬变现象的捕捉能力l低速的通讯(串口)低速的通讯(串口)l有限的内存有限的内存2023/3/288故障诊断型监测l用途用途:l确定一些故障是否因为供电质量相关联确定一些故障是否因为供电质量相关联l当出现一些误动或误操作的时候当出现一些误动或误操作的时候l供电方来响应客户的投诉供电方来响应客户的投诉l当标准型不能满足功能需求的时候当标准型不能满足功能需求的时候l特点:特点:l测试电压和电流测试电压和电流l大容量存储大
8、容量存储l记录低速采样的有效值和谐波数据记录低速采样的有效值和谐波数据l可对脉冲瞬变信号进行高速采样可对脉冲瞬变信号进行高速采样l便携,中高价位便携,中高价位2023/3/289分析型监测l用途:用途:l配电系统内部故障后的分析配电系统内部故障后的分析l需要确认和修复故障设备需要确认和修复故障设备l需要安装补偿装置时需要安装补偿装置时l特点:特点:l测试电压和电流测试电压和电流l设定或自适应调节门限值设定或自适应调节门限值l大容量存储大容量存储l高速处理,高速通讯(以太网)高速处理,高速通讯(以太网)l数据库管理数据库管理l便携或安装,各种档次和价位便携或安装,各种档次和价位2023/3/28
9、10预见维护型监测l通过先进的技术手段来预测事故的苗头。预见维护是通过先进的技术手段来预测事故的苗头。预见维护是建立在测量基础上的(而预防性维护是对一段时间做建立在测量基础上的(而预防性维护是对一段时间做的维护),专家认为的维护),专家认为l预见维护型是电能质量监测的发展方向预见维护型是电能质量监测的发展方向!l基本技术思路:基本技术思路:当电气系统不稳定时,电压波动的速度和强度会当电气系统不稳定时,电压波动的速度和强度会大大增加。大大增加。l优点:优点:l可以在问题出现之前就采取措施可以在问题出现之前就采取措施l避免不必要的设备更换避免不必要的设备更换l有利于系统的动态补偿有利于系统的动态补
10、偿l充分有效地利用已有的维护手段充分有效地利用已有的维护手段2023/3/2811预见维护型的特点l电压和电流的全部测试电压和电流的全部测试l设定或自适应调节门限值设定或自适应调节门限值l大容量存储大容量存储l高速瞬变捕捉高速瞬变捕捉l高速通讯高速通讯l数据库管理数据库管理l安装型,中低价位安装型,中低价位2023/3/2812预见维护型监测的要求l需要跟踪细微的电压变化需要跟踪细微的电压变化l需要同时测量所有参数来进行判断需要同时测量所有参数来进行判断l预见型分析的关键是全透视监测预见型分析的关键是全透视监测l测量的广度测量的广度l测量的深度测量的深度2023/3/2813测量的广度测量的深
11、度l电压质量电压质量 无需编程无需编程 l功率消耗功率消耗 所有的干扰都被自动捕捉所有的干扰都被自动捕捉l谐波谐波 可以设定事件的触发判椐可以设定事件的触发判椐l闪变闪变 事件直接绘制在容忍曲线上事件直接绘制在容忍曲线上l三相不平衡三相不平衡 没有死区没有死区l地线电流地线电流 通过趋势分析软件下达维护指令通过趋势分析软件下达维护指令l波形记录波形记录2023/3/2814预见型分析与维护的关键l数据库管理数据库管理l多用户管理多用户管理l网络报告网络报告l可靠性维护和预见性维护可靠性维护和预见性维护l全透视全透视+连续数据连续数据+趋势分析趋势分析=预见性维护预见性维护2023/3/2815
12、l构构建建电电能能质质量量监监测测网网络络,将将各各监监测测点点的的数数据据传传送送到到分分析析中中心心数数据据服服务务器器,利利用用在在中中心心主主机机上上的的评评估估分分析析软软件件对对各各监监测测点点的的数数据据作作各各种种分分析析,给给出出评评估估结结果果,作作为为电电能能质质量量问问题题分分析析、治治理理的的依依据据,这在电力市场环境下其重要性尤为突出。这在电力市场环境下其重要性尤为突出。(三)电能质量监测网络2023/3/2816l 一个完善的监测网络不仅应能实时一个完善的监测网络不仅应能实时记录有功功率、无功功率、电压偏差、记录有功功率、无功功率、电压偏差、频率偏差、谐波、电压波
13、动、三相不平频率偏差、谐波、电压波动、三相不平衡等数据,还应具有记录电压暂降、暂衡等数据,还应具有记录电压暂降、暂升、中断以及捕捉快速(升、中断以及捕捉快速(ms级甚至级甚至ns级)级)瞬时干扰的能力。瞬时干扰的能力。(三)电能质量监测网络2023/3/2817(三)电能质量监测网络技术交流中心SQLserver大型数据库2023/3/2818电能质量监测网络构成2023/3/2819电能质量监测网络架构图2023/3/2820拨号方式电能质量监测网络构成 可利用电力网已经建可利用电力网已经建成的通讯系统,借助拨号成的通讯系统,借助拨号方式构成全网或局域网的方式构成全网或局域网的电能质量监测体
14、系。电能质量监测体系。右图为我们已完成的右图为我们已完成的某供电局电能质量监测网络某供电局电能质量监测网络的结构形式和功能布局。的结构形式和功能布局。实际上,只要将以上实际上,只要将以上结构设计的信息通道更改结构设计的信息通道更改为计算机光缆通讯,即可为计算机光缆通讯,即可构成光缆方式的电能质量构成光缆方式的电能质量监测系统。监测系统。2023/3/2821拨号方式电能质量监测网络构成s结构特点:结构特点:有线电话拨号网络方式,有线电话拨号网络方式,N对对1点;点;计算机光缆网络连接方式。计算机光缆网络连接方式。s 监测点选择原则监测点选择原则 a a、受变化影响的敏感设备接入点、受变化影响的
15、敏感设备接入点 b b、电源人口端、电源人口端 c c、波动性和快速冲击性负荷安装点、波动性和快速冲击性负荷安装点 d d、重要的供电枢纽站、重要的供电枢纽站s站点的监测设备(或称为前端机)站点的监测设备(或称为前端机)s硬件设计硬件设计2023/3/2822电能质量监测网络功能要求s基本功能:基本功能:可可测测量量三三相相电电压压、三三相相电电流流的的谐谐波波、序序分分量量、电电压压变变动动和闪变、电压偏差、功率因数、有功、无功、频率。和闪变、电压偏差、功率因数、有功、无功、频率。实实时时监监测测、定定时时记记录录(每每五五分分钟钟记记录录一一组组测测量量结结果果,保保存一年)。存一年)。每
16、每月月自自动动生生成成月月统统计计报报表表,统统计计区区间间为为上上月月2525日日至至本本月月2525日。日。每每天天自自动动生生成成一一个个越越限限情情况况报报告告文文件件,记记录录着着一一天天中中各各次谐波越限的起止时间以及越限时刻的值。次谐波越限的起止时间以及越限时刻的值。具有谐波超值报警和跳闸功能。具有谐波超值报警和跳闸功能。利用网络接口可接入局域网从而构成监测网络。利用网络接口可接入局域网从而构成监测网络。2023/3/2823电能质量监测网络项目(曲线)设置2023/3/2824电能质量监测网络项目(合格率)设置2023/3/2825电能质量监测网络后台分析 后台分析软件主要功能
17、后台分析软件主要功能 本本分分析析软软件件用用于于对对存存盘盘记记录录的的文文件件进进行行事事后后处处理理,有有文文件件显显示示、绘绘制制谐谐波波变变化化曲曲线线、谐谐波波分分布布图图、统计分析、合格率计算等五种分析功能。统计分析、合格率计算等五种分析功能。2023/3/2826电能质量监测网络数据库2023/3/2827电能质量监测网络波形记录2023/3/2828电能质量监测网络谐波频谱图2023/3/2829电能质量监测网络质量报表电能质量报表:电能质量报表:电能质量报表包括以下主要内容:电能质量报表包括以下主要内容:统统计计报报表表:将将所所设设定定的的时时间间段段内内各各测测量量结结
18、果果的的最最大大值、平均值、值、平均值、95%95%概率值填入报表。概率值填入报表。监监测测报报表表:对对电电压压总总畸畸变变率率进进行行统统计计计计算算,将将其其95%95%概率值以及相应时刻的各项测量结果填入报表。概率值以及相应时刻的各项测量结果填入报表。日日越越限限图图表表:可可将将仪仪器器按按日日生生成成的的越越限限记记录录文文件件,以以图图表表的的形形式式加加以以显显示示,从从而而可可直直观观地地得得到到任任一一天天内各次谐波的越限情况。内各次谐波的越限情况。2023/3/2830电能质量监测网络方式选择2023/3/2831电能质量监测网络统计分析报表统计分析:统计分析:本本分分析
19、析软软件件按按照照国国家家标标准准的的有有关关规规定定和和技技术术指指标标进行概率统计分析。进行概率统计分析。2023/3/2832电能质量监测网络通讯方式数据通讯数据通讯2023/3/2833电能质量监测网络应用实例v后台分析软件应用实例后台分析软件应用实例 2000年年8月月14日日15时时15分分至至8月月15日日14时时37分分,我我们们对对某某钢钢管管厂厂380V进进线线谐谐波波情情况况进进行行了了近近24小小时时的的实实测测记记录录。实实测测数数据据量量非非常常大大,为为对对24小小时时整整个个谐谐波波情情况况进进行行准准确确的的了了解解,我我们们利利用用所所开开发发的的综综合合分
20、分析析软软件件,对对测测试试结结果果进进行行了了统统计计分分析析,并并提提出出了了相相应应的的抑抑制措施。制措施。2023/3/2834电能质量监测网络THDu(%)变化曲线记录12023/3/2835电能质量监测网络THDu(%)变化曲线记录22023/3/2836电能质量监测网络3相电流第5次谐波分布图2023/3/2837电能质量监测网络3相电流第7次谐波分布图2023/3/2838电能质量监测网络3相电流第11次谐波分布图2023/3/2839电能质量监测网络3相电流第7次谐波分布饼图2023/3/2840电能质量监测网络功率因数变化曲线记录2023/3/2841(四)电能质量监测的若
21、干发展趋势l数字化数字化 随着数字信号处理技术(随着数字信号处理技术(DSP)的发)的发展与完善,其具有灵活、精确、可靠、展与完善,其具有灵活、精确、可靠、抗干扰性强、尺寸小、造价低、速度快抗干扰性强、尺寸小、造价低、速度快和容易大规模集成等特点。可用其构成和容易大规模集成等特点。可用其构成电能质量数字化实时在线监测系统。电能质量数字化实时在线监测系统。2023/3/2842(四)电能质量监测的若干发展趋势l网络化网络化 2023/3/2843(四)电能质量监测的若干发展趋势l标准化标准化为了提高测量数据的可信度和可比性,提高数据库与其它系统的开放性和共享性,规范监测网络数据交换格式非常必要。
22、在此方面,美国EPRI提出了相应的电能质量数据交换格式PQDIF(Power Quality Data Interchange Format),PQDIF是专门针对电能质量数据特点设计的一种数据格式,完全从电能质量信息的角度来考虑问题,所要解决的是相对于一个数据库来说异构数据源之间的数据通用性问题。PQDIF已被IEEE采纳并将作为标准来制定。目前,PQDIF已经成为发达国家信息标准化的趋势,我国也应该加快此方面的研究和应用工作。2023/3/2844(四)电能质量监测的若干发展趋势l智能化智能化 通过实时监测,控制相关电能质量通过实时监测,控制相关电能质量设备,适应电网运行需求,处于最佳运设
23、备,适应电网运行需求,处于最佳运行状态。行状态。如有源电力滤波器、可控无功功率如有源电力滤波器、可控无功功率补偿设备(包括无源滤波器)在电网中补偿设备(包括无源滤波器)在电网中的优化配置,通过实时监测进行投切,的优化配置,通过实时监测进行投切,进行谐波与无功功率的优化补偿。进行谐波与无功功率的优化补偿。2023/3/2845(四)电能质量监测的若干发展趋势l多功能化多功能化l电能质量扰动识别电能质量扰动识别 为了系统地分析研究电能质量现象,并能够对其测量结果进行分选,从而找出引起电能质量问题的原因以便采取针对性的解决办法,对电能质量扰动进行分类辨识与监控是非常重要的。对于电力系统中监测装置记录
24、的扰动信号,以往基本上采用通过直接观察的方式对扰动进行初步的分析和识别。但对于存储的大量电能质量扰动数据,采用这种人为方式进行分析费时费力,是不切实际的。并且目前的监测装置只能对上述有限的电能质量问题如谐波、电压不平衡等进行记录,而不能对电压暂降、暂升和间断等重要的电能质量问题进行监测,而且这种方法不可能做到对广义电能质量扰动的自动识别。2023/3/2846(四)电能质量监测的若干发展趋势低频振荡脉冲暂态噪声暂升高频振荡谐波短时间断暂降2023/3/2847(四)电能质量监测的若干发展趋势扰动源定位扰动源定位 近年来由于扰动引起的系统不稳定、系统近年来由于扰动引起的系统不稳定、系统公共连接点
25、(公共连接点(PCCPCC)电压崩溃等电能质量问题)电压崩溃等电能质量问题十分严重十分严重,但对于是由网络中的系统还是用户但对于是由网络中的系统还是用户引起了这些问题引起了这些问题,谁将对事故负有主要责任都谁将对事故负有主要责任都没有一个确切的标准,责任纠纷必定产生。要没有一个确切的标准,责任纠纷必定产生。要解决此类责任纠纷首先就必须对系统中扰动源解决此类责任纠纷首先就必须对系统中扰动源给予定位。给予定位。2023/3/2848(四)电能质量监测的若干发展趋势 谐波源作为主要的扰动源,产生的谐波注谐波源作为主要的扰动源,产生的谐波注入电网,通过网络扩张,降低在同一线路(或入电网,通过网络扩张,
26、降低在同一线路(或临近馈线)上的其他用户的电能质量,因此,临近馈线)上的其他用户的电能质量,因此,需要对谐波电流进行检测,分析和控制。正确需要对谐波电流进行检测,分析和控制。正确识别综合负荷中是否存在谐波源,并定量的估识别综合负荷中是否存在谐波源,并定量的估计负荷中线性和非线性部分所占的比重,是谐计负荷中线性和非线性部分所占的比重,是谐波潮流计算、滤波器配置、以及采用经济手段波潮流计算、滤波器配置、以及采用经济手段惩罚谐波等问题的基础,是谐波分析与治理领惩罚谐波等问题的基础,是谐波分析与治理领域中的首要问题,具有重要的意义。若不能明域中的首要问题,具有重要的意义。若不能明确识别谐波污染源和受害
27、者各自的责任,也就确识别谐波污染源和受害者各自的责任,也就不能有效地进行谐波综合治理。不能有效地进行谐波综合治理。2023/3/2849(四)电能质量监测的若干发展趋势电能质量等级综合评估电能质量等级综合评估 我国现有的六项电能质量标准分别对电压偏差、我国现有的六项电能质量标准分别对电压偏差、频率偏差、谐波、电压三相不平衡、电压波动与闪变、频率偏差、谐波、电压三相不平衡、电压波动与闪变、暂态过电压进行了限定。除暂态过电压外,目前的电暂态过电压进行了限定。除暂态过电压外,目前的电能质量测试仪器具有对前五项电能质量指标进行是否能质量测试仪器具有对前五项电能质量指标进行是否满足标准要求的判断。满足标
28、准要求的判断。但在电力市场环境下,优质优价的根据应是综合但在电力市场环境下,优质优价的根据应是综合的电能质量指标的优劣。同时,虽然目前还没有制定的电能质量指标的优劣。同时,虽然目前还没有制定电压暂降的标准,但对于这一重要的电能质量问题,电压暂降的标准,但对于这一重要的电能质量问题,也应将其引入到质量的综合评估中。也应将其引入到质量的综合评估中。2023/3/2850(四)电能质量监测的若干发展趋势为为此此,应应建建立立一一种种客客观观的的评评定定方方法法,将将各各项项质质量量指指标标进进行行综综合合评评定定,给给出出电电能能质质量量的的量量化化指指标标,以以使使电电力力部部门门及及时时掌掌握握
29、系系统统运运行行状状况况,并并将将明明确确的的电电能能质质量量因因素素作作为为制制定定电电价价时时的的参参考考。同同时时,电电力力部部门门还还应应及及时时向向用用户户提提供供系系统统电电能能质质量量的的情情况况,以以作作为为全全面面考考核核供供电电质质量量的的依依据据和和用用户户选选择择供供电电服服务务的的参参考考,提提高高电电力力市市场场运运营营的的透透明明度度。这这不不仅仅有有利利于于电电力力部部门门树树立立良良好好的的企企业业现现象象,而而且且有有利利于于发发挥挥用用户户消消费费的的积极性和主动性,提高需求侧管理的效益。积极性和主动性,提高需求侧管理的效益。2023/3/2851(四)电
30、能质量监测的若干发展趋势 由由于于不不同同负负荷荷受受不不同同质质量量问问题题的的影影响响不不同同,当当多多个个电电能能质质量量问问题题共共同同存存在在时时,不不同同的的组组合合对对设设备备的的影影响响是是十十分分复复杂杂的的问问题题,在在作作评评估估时时要要与与当当地地负负荷荷的的敏敏感感度度相相结结合合,才才能能得得到到比比较较准准确确的的评评估估指指标标结结果果。这这使使得得电电能能质质量量的的综综合合评评估估复复杂杂化化。因因此此,应应结结合合实实际际情情况况并并采采取取适适当当的的数数学学方方法法,如如模模糊糊数数学学、概概率率论论等等,建建立立各各电电能能质质量量指指标标的的数数学
31、学模模型型,进进行行综综合合电电能能质质量量评评估估,给给出出其其等等级级划划分分。需需说说明明的的是是,可可将将评评估估方方法法综综合合到到电电能能质质量量监监测测网网络络中中,作作为为监监测测装装置置的的一一项项功功能。能。在对电能质量进行综合评估之后,可将其作为电在对电能质量进行综合评估之后,可将其作为电力市场辅助服务类型的一种,通过制定相应的电能质力市场辅助服务类型的一种,通过制定相应的电能质量服务市场标准、竟价原则等,将质量因素引入到市量服务市场标准、竟价原则等,将质量因素引入到市场中去,参与市场竞争。场中去,参与市场竞争。2023/3/2852(四)电能质量监测的若干发展趋势l总之
32、,总之,建立数字化、网络化、标准化、智能化、建立数字化、网络化、标准化、智能化、多功能化(电能质量扰动识别、扰动源定位、多功能化(电能质量扰动识别、扰动源定位、电能质量等级综合评估电能质量等级综合评估)和具有预见维护等强)和具有预见维护等强大功能的检测网络,将为电能质量的综合评价、大功能的检测网络,将为电能质量的综合评价、治理、电力商业化运行提供可靠的指标数据,治理、电力商业化运行提供可靠的指标数据,并为进一步保障各级电力用户的正常用电秩序并为进一步保障各级电力用户的正常用电秩序和监督管理,为电力企业面向电力市场、适应和监督管理,为电力企业面向电力市场、适应市场竞争提供强有力的手段。市场竞争提
33、供强有力的手段。2023/3/2853二、电力市场化对电能质量的影响与改善措施 市场化已成为世界各国电力工业改革的目标。目前,我国电力市场化改革也正在积极推进与形成之中。但世界各国在改革初期普遍对电网的发展重视不够,这必然要引起电网安全稳定性和电能质量的一系列相关问题,应引起关注。2023/3/2854二、电力市场化对电能质量的影响与改善措施在开放与竞争的电力市场中,电网可以择优选择高质量、低价格的电厂上网,电力用户也可选择电价合适,同时电能质量较高的供电公司来为其提供电力。电能是电力部门向电力用户提供由发、供、用三方共同保证质量的一种特殊产品,电力体制改革在追求以最小成本获得最大效益的同时,
34、应保证电力系统安全、经济、优质运行。在竞争的电力市场中,大多数监管机构会明确提出供电质量的要求,并把电力公司的经济效益和供电质量联系起来,电能质量应成为电价政策制定的重要约束条件之一。2023/3/2855二、电力市场化对电能质量的影响与改善措施 在在电电力力市市场场环环境境下下,电电能能质质量量问问题题将将日日益益引引起起发发电电公公司司、电电网网公公司司与与用用户户的的关关注注,同同时时电电能能质质量量问问题题也也将将出出现现一一些些新新特特点点。随随着着电电力力体体制制改改革革的的进进行行,电电能能质质量量与与电电力力市市场场的的关关系系将将更更加加密密切切,两者之间有很多需要研究和解决
35、的问题。两者之间有很多需要研究和解决的问题。2023/3/2856二、电力市场化对电能质量的影响与改善措施v电力市场化对电能质量的影响电力市场化对电能质量的影响 在在竞竞争争的的电电力力市市场场中中,买买卖卖双双方方参参与与市市场场的的目目的的是是为为了了追追求求自自身身的的最最大大经经济济利利益益。从从卖卖方方来来说说,为为降降低低运运营营成成本本,电电力力系系统统可可能能在在更更临临近近安安全全极极限限水水平平下下运运行行,并并可可能能减减少少线线路路与与设设备备维维护护次次数数,缩缩减减甚甚至至取取消消新新设设备备投投资资。电电力力公公司司所所采采取取的的上上述述节节约约成成本本的的措措
36、施施,会对稳定水平进而电能质量产生负面影响。会对稳定水平进而电能质量产生负面影响。新新设设备备投投资资缩缩减减与与用用电电量量增增加加的的矛矛盾盾,将将使使系系统统出出现现大大停停电电等等事事故故的的可可能能性性增增加加。维维护护次次数数的的减减少少,可可能能使使短短路路故故障障发发生生的的次次数数增增加加。发发生生在在配配电电系系统统的的故故障障将将会会使使一一些些用用户户受受到到电电压压中中断断的的影影响响,一一些些用用户户受受到到电电压压暂暂降降(Voltage sag or dip)的的影影响响。发发生生在在输输电电系系统统的的故故障障通通常常将将会会使使相相当当多多的的用用户户受受到
37、到电电压压暂暂降降的影响。的影响。2023/3/2857二、电力市场化对电能质量的影响与改善措施在在众众多多的的电电能能质质量量扰扰动动中中,电电压压暂暂降降与与谐谐波波是是最最为为突突出出的的两两个个电电能能质质量量问问题题。由由于于各各种种非非线线性性用用电电设设备备的的大大量量应应用用,谐谐波波畸畸变变是是长长久久以以来来和和未未来来我我国国电电网网所所面面临临与与急急需需解解决决的的重重要要问问题题。而而电电压压暂暂降降目目前前已已成成为为很很多多发发达达国国家家面面临临的的第第一一位位的的电电能能质质量量问问题题,在在我我国国该该问问题题也也已已引引起起关关注注,随随着着我我国国国国
38、民民经经济济的的发发展展其其重重要要性性将将迅迅速速提提升升,并并可可能能上上升升为为第第一一位位的的电电能能质质量量问问题题。因因此此,在在目目前前与与未未来来电电力力市市场场的的大大环环境境下,对这两个问题应有一个清醒的认识。下,对这两个问题应有一个清醒的认识。2023/3/2858二、电力市场化对电能质量的影响与改善措施谐波畸变更为严重的主要原因有:谐波畸变更为严重的主要原因有:(1)市市场场化化将将使使得得各各种种电电源源结结构构快快速速发发展展,如如风风能能和和太太阳阳能能的的发发展展等等,这这些些能能源源形形式式需需通通过过电电力力电电子子装装置置的的变变换换才才能能接接入入系系统
39、统,在在变变换换过过程中将出现谐波问题;程中将出现谐波问题;(2)在在输输电电系系统统,非非线线性性FACTS装装置置的的广广泛泛应应用将使谐波畸变增加;用将使谐波畸变增加;(3)大大量量的的非非线线性性用用电电设设备备的的增增加加,无无疑疑将将使使谐波畸变程度增加。谐波畸变程度增加。2023/3/2859二、电力市场化对电能质量的影响与改善措施电压暂降的危害将增加的主要原因有:电压暂降的危害将增加的主要原因有:(1)输输配配电电系系统统维维护护次次数数的的减减少少,将将使使短短路路故故障障发发生生的的次次数数增增加加,而而短短路路故故障障是是电电压压暂暂降降发发生的主要原因;生的主要原因;(
40、2)市市场场化化允允许许功功率率的的远远距距离离输输送送,这这将将使使电电压暂降的发生次数和严重程度增加;压暂降的发生次数和严重程度增加;同同时时,随随着着我我国国国国民民经经济济与与高高新新技技术术的的发发展展,各各种种精精密密的的用用电电设设备备将将越越来来越越多多地地应应用用在在各各行行各各业业,这这些些精精密密设设备备往往往往对对电电压压暂暂降降较较为为敏敏感感,从而使得电压暂降问题愈加突出。从而使得电压暂降问题愈加突出。2023/3/2860二、电力市场化对电能质量的影响与改善措施除除电电压压暂暂降降和和谐谐波波外外,其其它它的的电电能能质质量量问问题题也将随着市场化的推进而突出。也
41、将随着市场化的推进而突出。此此外外,电电力力市市场场化化还还分分散散了了各各方方对对电电能能质质量量应应负负的的责责任任。在在垂垂直直一一体体化化的的体体制制下下,电电力力公公司司对对电电能能质质量量负负主主要要责责任任。在在电电力力市市场场环环境境下下,谁谁应应该该对对用用户户的的电电能能质质量量负负责责?是是发发电电方方,配配电电方方,售售电电方方还还是是用用户户自自己己?电电能能质质量量责责任任界界限的模糊将使得事件的处理复杂化。限的模糊将使得事件的处理复杂化。2023/3/2861二、电力市场化对电能质量的影响与改善措施电电力力市市场场化化还还将将激激化化电电能能质质量量问问题题引引起
42、起的的矛矛盾盾。在在我我国国,电电力力行行业业已已被被分分解解为为两两大大电电网网公公司司与与五五大大发发电电公公司司。发发电电公公司司的的上上网网电电能能可可认认为为是是纯纯净净无无污污染染的的,但但由由于于各各地地区区电电网网结结构构与与用用户户用用电电特特性性等等的的差差异异,不不同同电电网网会会把把不不同同的的污污染染反反馈馈给给发发电电厂厂,严严重重时时可可威威胁胁电电厂厂的的安安全全可可靠靠运运行行。例例如如,在在我我国国已已发发生生多多起起负负序序电电流流以以及及谐谐波波的的负负序序效效应应引引起起发发电电机机的的负负序序电电流流过过负负荷荷保保护护跳跳闸闸切切机机,导导致致大大
43、面面积积停停电电的的事事故故。在在新新的的体体制制下下,类类似似这这样样的的问问题题必必将将引引起起作作为为电电力力市市场场两两大大主主体体的的发发电电公公司司与与电电网网公公司司之之间间的矛盾。的矛盾。2023/3/2862二、电力市场化对电能质量的影响与改善措施v电能质量改善措施电能质量改善措施 改改善善电电能能质质量量的的措措施施有有很很多多,如如电电网网的的无无功功优优化化、负负荷荷控控制制,以以及及近近几几年年在在全全国国范范围围内内进进行行的的城城乡乡电电网网改改造造工工程程等等,都都是是提提高高电电能能质质量量的的重重要要措措施施。应应用用于于输输电电系系统统的的各各种种FACT
44、S装装置置和和配配电电系系统统的的DFACTS装装置置,对对提提高高输输配配电电系系统统的的电电能能质质量量正正在在发发挥挥着着越越来来越越重重要要的的作作用用。在在电电力力市市场场环环境境下下,我我们们要要更更加加重重视视以以下下几几个个问题:问题:2023/3/2863二、电力市场化对电能质量的影响与改善措施电电能能质质量量改改善善的的责责任任将将由由用用户户方方逐逐渐渐向向供供电电方方转移转移在在市市场场化化的的初初期期阶阶段段,劣劣质质电电能能质质量量的的治治理理仍仍将将遵遵从从“谁谁污污染染,谁谁治治理理”的的原原则则。随随着着市市场场化化的的推推进进,供供电电公公司司应应从从电电网
45、网和和用用户户的的全全局局出出发发,综综合合考考虑虑治治理理的的社社会会经经济济效效益益,采采用用先先进进的的技技术术措措施施对对不不同同电电能能质质量量问问题题进进行行针针对对性性治治理理,统统一一解解决决某某一一电电网网中中的的电电能能质质量量问问题题,从从而而使使电电能能质质量量问问题题的的解解决决更更规规模模化化和和专专业业化化。这与市场化的初衷一致。这与市场化的初衷一致。2023/3/2864二、电力市场化对电能质量的影响与改善措施同时,除用户本身产生的电能质量同时,除用户本身产生的电能质量问题之外,用户不希望所购买的电能不问题之外,用户不希望所购买的电能不满足其使用要求,在市场化之
46、后,用户满足其使用要求,在市场化之后,用户具有选择购买高质量供电公司电能的权具有选择购买高质量供电公司电能的权利。因此,无论是追求技术经济性能和利。因此,无论是追求技术经济性能和社会效益,还是迫于竞争压力,供电公社会效益,还是迫于竞争压力,供电公司将越来越多地承担起提高电能质量的司将越来越多地承担起提高电能质量的责任。当然,供电公司也应具有监督污责任。当然,供电公司也应具有监督污染用户进行治理的权利。染用户进行治理的权利。2023/3/2865二、电力市场化对电能质量的影响与改善措施暂态电能质量的抑制要作为研究的重点暂态电能质量的抑制要作为研究的重点例例如如,一一些些敏敏感感设设备备对对电电压
47、压暂暂降降非非常常敏敏感感,在在端端电电压压低低于于90%标标称称值值且且持持续续时时间间在在1-2周周期期时时就就会会掉掉电电,其其结结果果将将造造成成过过程程控控制制和和生生产产流流程程紊紊乱乱、系系统统无无控控制制重重启启动动等等,使使机机电电设设备备不不能能正正常常工工作作,经经济济损损失失相相当当严严重重。为为此此,要要加加大大暂暂态态电电能能质质量量问问题题分分析析与与减减缓缓措措施施的的研研究究力力度度,加加快快研研究究速速度度。从从供供电电部部门门、用用户户和和设设备备制制造造商商三三方方面面采采取取有有效效措措施施,尽尽可可能能减减小小暂暂态电能质量问题的不利影响。态电能质量
48、问题的不利影响。2023/3/2866二、电力市场化对电能质量的影响与改善措施应加强多模式供电方式的研究应加强多模式供电方式的研究 根根据据用用户户的的性性质质,可可将将用用户户划划分分为为一一般般用用户户(普普通通负负荷荷)、敏敏感感用用户户(敏敏感感负负荷荷)和和重重要要用用户户(敏敏感感负负荷荷)。对对一一般般用用户户,只只需需采采取取常常规规措措施施即即可可。对对敏敏感感用用户户和和重重要要用用户户,则则应应采采取取特特殊殊措措施施,防防止止电电压压暂暂降降、供供电电中中断断以以及及谐谐波波等等问问题题的的发发生生。当当然然,供供电电公公司司也也应应得得到到相相应应回回报报,具具体体可
49、可体体现现在在电电价价上上,对对高高质质量量、高可靠性要求的用户应多收电费。高可靠性要求的用户应多收电费。2023/3/2867二、电力市场化对电能质量的影响与改善措施北京电网的用电负荷特性北京电网的用电负荷特性 10kV10kV架架空空线线路路和和10kV10kV电电缆缆组组成成了了北北京京为为用用户户供供电电的的配配电电网网。由由于于配配电电网网形形成成的的时时间间较较长长、电电网网覆覆盖盖区区域域较较大大,而而所所带带用用户户的的重重要要程程度度相相差差很很大大,所所以以要要针针对对不不同同的的用用户户采采取取不不同同的的措措施施,才才能能有有重重点点的的提提高高电电网网的的电电能能质质
50、量量。根根据据国国外外的的一一些些定定义义,可可以以将将北北京京电电网网所所带带的的负负荷荷分分为为以下三大以下三大类类:2023/3/2868二、电力市场化对电能质量的影响与改善措施1)1)普通普通负负荷荷 普普通通负负荷荷对对电电能能质质量量的的要要求求不不太太高高,只只有有当当持持续续断断电电或或电电压压波波动动幅幅度度过过大大、断断电电持持续续时时间间较较长长时时才才会会受受到到影影响响,如如一一般般家家用用电电器器等等。普普通通负负荷荷一一般般由由架架空空线线路路供供电电。北北京京地地区区10kV10kV架架空空线线路路一一般般为为居居民民小小区区、小小型型商商业业、小小型型企企事事