技術資料

    隨著電力工業的改制及其發展，電力工業逐步直接面向市場，引進競爭機制，以追求最小成本與最大利益，控制和改善電能質量也是保證電力系統自身可持續發展的必要條件。此外，由于電能質量引發的糾紛和爭議呈上升趨勢，電能質量的優劣已經成為電力系統運行與管理水平高低的重要標志。如何提高電能質量、確保用電設備安全穩定的運行，已成為國內外廣泛關注的焦點之一。只有對電能質量做出精確地檢測和分析，才能對電網的電能質量水平和造成各種電能質量問題的原因作出分析和判斷，從而改善電能質量。所以電能質量的有效監測成為十分必要的前期工作之一。  
   

    電能質量監測是指采用符合規范的測試儀器或設備對電網中所關心節點的電能質量相關指標進行測量并與限值對比分析的過程，即收集、分析并將原始測量數據解釋為有用信息的過程。電能質量監測的目的：一是了解電能質量問題的變化規律和復雜關系。不同的組織機構對電能質量有不同的定義和要求，而低壓配電系統中的電能質量尤為復雜，目前還難以完全界定和評價其中電能質量，而且許多標準都是剛制定或正在制定中，這更需要對測量要求、測量結果的兼容性和測量數據的維護等作好統籌安排，以適應不斷增長的電能質量標準的要求，所以電能質量監測必須長期進行下去。二是全面分析電力系統的電能質量狀況。對各種電能質量指標進行實時測量與數據采集，保證對電力系統基本運行情況的觀察、記錄及動態分析，優化整個系統的監測體系，實現數據共享交流，以便及時了解電能的質量情況。在供電系統和用電設備運行失效之前捕獲到早期的故障信息，及時做好調整和預防檢修，而在發生故障后，可為故障的分析提供有用的信息，及時找出原因。三是實現有效的監測。有針對性地進行電能質量監測具有經濟、技術的雙重效果，可對電網結構及其運行方式進行優化，達到經濟運行和節能的效果；也可對電能質量的治理措施提供詳實的數據支持和決策依據，提高電能質量治理的投資比。根據所掌握的情況，供電部門還可向用電用戶提供不同的用電質量服務，優化電力商品的銷售配置。四是推動電力市場的發展。隨著電力體制改革的不斷深入，電能質量的定量評價和優質優價是電力市場的必然趨勢，提高電能質量是供電部門、用電用戶雙方的共同愿望，而電能質量監測則是最重要的基礎工作之一。  

    隨著我國電力市場改革逐步推進，電能商品必然要求做到按質定價、優質優價，因此必須建立一套全面、公正的電能質量綜合評價體系，對電能質量進行科學的評價。只有全面的了解了電能質量的評價指標才能對電能質量進行更有效監測，相反，只有對電能質量有了有效地監測才能更好的改善電能質量。電能質量的評價是比較廣泛的，一方面應從供電合格的角度衡量，稱為技術性指標，另一方面應從引導用戶合理用電等方面衡量，稱為服務性指標。技術性指標包括電壓質量、頻率質量和供電可靠性三個方面。電壓質量包括穩態質量電壓問題：諧波、電壓偏差、頻率偏差、三相不平衡、電壓波動與閃變，穩態電壓質量問題主要是由大量使用了非線性元件的電力用戶引起的；暫態電壓質量問題：瞬態過電壓、暫時過電壓、短時間間斷及電壓暫降，暫態電能質量問題主要是由電力系統發生故障造成的?？煽啃灾笜硕x為計算期內實際供電時間與計算期總時間之比。頻率質量不隨用戶變化，有供電部門調整。非技術指標方面是從電力部門供電服務角度衡量電能質量，包括供電部門對到達故障現場時限、恢復線路故障供電時間、計劃檢修停電提前告知時間等，稱為服務性質量。服務性指標反映了電力部門開展需求側管理的狀況。     

    我國電力系統電能質量的監測要遵循分區、分層的原則建立監測體系，根據負荷密度、負荷性質等情況予以設立和調整監測點，而不僅僅是考慮電壓等級；在測量內容上，要注重測量的深度和廣度。電能質量監測的方式方法有

    (1)定期巡檢：主要用于需要掌握電能質量情況又不需要連續檢測或者不具備連續在線監測條件的場合； 

    (2)專項監測：主要用于負荷容量變化大或有干擾源設備接入電網，或者當電能質量出現異常，需要對比前后變化情況的場合；

    (3)在線監測：主要用于監測重要變電站或者實施無人值班變電站的公共連接點或者重要用戶的公共連接點的電能質量。由于電能的“發、供、變、配、用”是在同一時刻完成，用電設備使用電能也是隨著時間的變化而變化，要想有效管理電能，電能信息的實時性是非常重要的。這樣就可以針對各種指標的具體特征對電能質量問題進行分層檢測，完成對多種擾動信息的識別、提取和分析，為制定改善電能質量和治理電網污染的具體措施提供可信依據。   
  

    隨著數字處理技術、電子和電力電子技術以及網絡技術等的發展和融合，電能質量監測朝著數字化、智能化、集成化和網絡化的方向發展，這就對監測設備提出了一定的要求。監測設備的選擇要滿足如下條件：

    (1)硬件結構必須滿足測量的廣度和深度的要求，否則其發展和使用都會受到較大的限制；同時具有良好的兼容性和可擴展性。

    (2)要嚴格考核監測設備對各個電能質量標準化體系的適用情況。監測設備應能根據監測規劃靈活調整和配置，適應不同的標準體系；

    (3)充分考慮監測設備的軟件結構、數據結構和通信系統既要符合相關要求，又要符合電力系統自動化的發展需要。     

    根據國標或用戶設定，電能質量監測系統可自動生成各種統計分析報表或曲線 ；通過系統監測數據可及時準確定位系統的潛在故障源，并結合電能質量專家診斷系統的仿真分析，給出整改方案，預防電力事故的發生；也可以定位系統的污染源，給電能質量綜合治理提供第一手現場參數；從電能質量的視角驗證電力網絡結構是否合理，設備參數配備是否合理；分析電能質量問題造成的網絡損耗量值及影響分布情況；還能夠從電能質量的視角分析電力事故發生的原因 。      電能質量是電力工業產品的重要指標之一，電能質量直接關系到國民經濟的總體效益，而電能質量的有效監測則是電能質量工作的重要手段。國家已制定了電能質量相關的法律、法規和標準，各地政府和供電部門也正在逐步重視，并開始制定相關的配套規定和管理方法，對電網電能質量進行監測、治理勢在必行。電能質量工作更多地體現在配電網絡中，需要地方電力系統持續、全面和細致的工作積累。國家應加強電能質量管理工作，統一相關的工作部署和系統規劃，積極開展對相關標準體系的研究，增加對電能質量監測數據的統計分析的投入，提高電能質量監測工作在電力市場、電力管理等各方面的應用。