電能做為一種清潔能源,是現(xiàn)代社會(huì)中必不可少的能源之一,因其使用方便,轉(zhuǎn)化率高等特質(zhì),在社會(huì)發(fā)展中具有十分重要的意義。同時(shí),電能做為一種商品,需要發(fā)電、供電、用電共同保證其商品的質(zhì)量特性。供電質(zhì)量與用戶用電工藝水平是密不可分的,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,供電、用電的質(zhì)量都基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和智能化。電能質(zhì)量關(guān)系重大,比如一個(gè)計(jì)算數(shù)據(jù)中心電源斷電2秒鐘,就有可能造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,當(dāng)前大型用電設(shè)備由于抗干擾能力很弱,對(duì)于突然斷電或者電壓跟不上等危險(xiǎn)出現(xiàn)時(shí),很有可能就會(huì)出現(xiàn)對(duì)用電設(shè)備的破壞,這種損失是不可計(jì)量的。對(duì)于目前我國(guó)電能質(zhì)量還存在著一些誤區(qū),主要體現(xiàn)在供電部門(mén)和廣大用戶共同關(guān)心的問(wèn)題只局限在穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量上,而沒(méi)有對(duì)暫態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題做比較系統(tǒng)的規(guī)劃,因此導(dǎo)致了一系列不良的反應(yīng)。
對(duì)于當(dāng)前我國(guó)的電能質(zhì)量問(wèn)題起步較晚,電能質(zhì)量存在著問(wèn)題在很大一部分原因歸功于電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)的問(wèn)題,國(guó)外主要的監(jiān)測(cè)技術(shù)有現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和在線監(jiān)測(cè),而我國(guó)在這方面起步較晚,在20世紀(jì)80年代時(shí)主要以諧波監(jiān)測(cè)為主,使用的方法主要還是模擬技術(shù),而同時(shí)期國(guó)外已經(jīng)采用了數(shù)字式監(jiān)測(cè)技術(shù)。雖然經(jīng)過(guò)近三十幾年的發(fā)展,我國(guó)電能質(zhì)量取得了不少成就,但是目前還存在著以下問(wèn)題。
1.電能質(zhì)量意識(shí)落后,仍不能完全進(jìn)行電能質(zhì)量,目前主要集中在電壓、頻率偏差方面管理上。對(duì)待電能質(zhì)量指標(biāo)雖然我國(guó)已經(jīng)制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),但是在嚴(yán)格執(zhí)行方面,仍不能達(dá)到要求,現(xiàn)在大多數(shù)管理單位關(guān)注比較多的還是主網(wǎng)的電壓合格率,對(duì)于用戶相關(guān)的電壓合格率關(guān)注度比較低。
2.缺少專門(mén)的電能質(zhì)量部門(mén),在需要監(jiān)測(cè)時(shí)臨時(shí)組建監(jiān)測(cè)隊(duì)伍,或者是其他行業(yè)的人員參加電能質(zhì)量工作,因此在用戶在業(yè)務(wù)擴(kuò)廣時(shí),不能及時(shí)跟進(jìn)電能質(zhì)量。
3.電網(wǎng)的干擾源沒(méi)有進(jìn)行有用的操控。對(duì)于有些諧波和負(fù)序電流對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的影響,對(duì)這些產(chǎn)生諧波和負(fù)序電流的干擾源沒(méi)能進(jìn)行有用的操控,因此也形成了電能質(zhì)量的頑疾。
電能質(zhì)量主要就是精良供電的意思,合格電能質(zhì)量概念是指給敏感設(shè)備提供的電力和設(shè)置的接地系統(tǒng)是都能適合于該設(shè)備正常工作的。反應(yīng)電能質(zhì)量問(wèn)題的來(lái)源是客戶,客戶對(duì)電能的使用質(zhì)量好壞直接決定著電能質(zhì)量質(zhì)量的好壞。電能質(zhì)量可以這樣來(lái)進(jìn)行理解電網(wǎng)輸送給用戶的電能的品質(zhì),包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動(dòng)與閃變、三相不平衡、短時(shí)或暫態(tài)過(guò)電壓、波形畸變、電壓凹陷與短時(shí)間間斷以及供電連續(xù)性等。具體可以分為電壓質(zhì)量、電流質(zhì)量、供電質(zhì)量、用電質(zhì)量四個(gè)方面。
電壓質(zhì)量,是指供電電壓與理想供電電壓之間的偏差,電壓質(zhì)量反映著供電部門(mén)向用戶分配電壓的平衡性問(wèn)題,電壓質(zhì)量問(wèn)題通常包括了電壓偏差、電壓不平衡、電壓瞬變現(xiàn)象、電壓波動(dòng)與閃變、電壓暫降與中斷、電壓諧波、電壓陷波、欠電壓和過(guò)電壓等。
電流質(zhì)量,在一定程度上反映著電壓質(zhì)量,通常要保證電能質(zhì)量時(shí)在保證用戶使用的電流是單一頻率正弦波形外,還要盡量使得電流波形與供電電壓相位相同。電流質(zhì)量問(wèn)題的表現(xiàn)有電流諧波、間諧波或次諧波、電流相位超前與滯后等
供電質(zhì)量,通常是指供電電壓質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面,這也說(shuō)明了電能質(zhì)量不光是供電部門(mén)的問(wèn)題。
用電質(zhì)量,主要反映的是用戶對(duì)使用的電能的繳費(fèi)情況。
電能質(zhì)量策略有兩種常用方法:頻率測(cè)量法和諧波計(jì)算測(cè)量法。
頻率測(cè)量法
目前對(duì)頻率的測(cè)量是利用真實(shí)系統(tǒng)物理信號(hào)輸入,通過(guò)一定的信號(hào)處理和數(shù)值分析過(guò)程,實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)定信號(hào)參數(shù)的估計(jì),只是一個(gè)對(duì)比概測(cè)。國(guó)標(biāo)規(guī)定了正常的誤差范圍為±0.2 Hz。主要的檢測(cè)方法有周期法和傅里葉變換算法,周期法是通過(guò)檢測(cè)信號(hào)波形相繼過(guò)零點(diǎn)間的時(shí)間寬度來(lái)計(jì)算頻率的,傅里葉變換算法主要是通過(guò)傅里葉變換來(lái)計(jì)算信號(hào)的頻譜,相對(duì)比較準(zhǔn)確。
諧波計(jì)算測(cè)量法
電能的諧波通常是需要用離散傅里葉變換,這種變換能夠檢測(cè)信號(hào)頻率并且檢測(cè)的精度較高、使用方便、實(shí)現(xiàn)容易,在實(shí)際中實(shí)現(xiàn)信號(hào)的頻譜分析及其他方面的處理工作對(duì)信號(hào)的要求是:在時(shí)域和頻域應(yīng)是離散的,且都是收斂的。在使用傅里葉變換是需要具備的條件是:采樣頻率必須是信號(hào)高頻率的兩倍以上;被分析的波形是隨時(shí)間周期變化的。這樣才能應(yīng)用傅里葉分析的準(zhǔn)確性。
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