電能做為一種清潔能源,是現(xiàn)代社會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),在社會發(fā)展中具有十分重要的意義。同時,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,隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,供電、用電的質(zhì)量都基本實現(xiàn)了自動化和智能化。電能質(zhì)量關(guān)系重大,比如一個計算數(shù)據(jù)中心電源斷電2秒鐘,就有可能造成巨大的經(jīng)濟損失,當前大型用電設(shè)備由于抗干擾能力很弱,對于突然斷電或者電壓跟不上等危險出現(xiàn)時,很有可能就會出現(xiàn)對用電設(shè)備的破壞,這種損失是不可計量的。對于目前我國電能質(zhì)量還存在著一些誤區(qū),主要體現(xiàn)在供電部門和廣大用戶共同關(guān)心的問題只局限在穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量上,而沒有對暫態(tài)電能質(zhì)量問題做比較系統(tǒng)的規(guī)劃,因此導(dǎo)致了一系列不良的反應(yīng)。
對于當前我國的電能質(zhì)量問題起步較晚,電能質(zhì)量存在著問題在很大一部分原因歸功于電能質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)的問題,國外主要的監(jiān)測技術(shù)有現(xiàn)場監(jiān)測和在線監(jiān)測,而我國在這方面起步較晚,在20世紀80年代時主要以諧波監(jiān)測為主,使用的方法主要還是模擬技術(shù),而同時期國外已經(jīng)采用了數(shù)字式監(jiān)測技術(shù)。雖然經(jīng)過近三十幾年的發(fā)展,我國電能質(zhì)量取得了不少成就,但是目前還存在著以下問題。
1.電能質(zhì)量意識落后,仍不能完全進行電能質(zhì)量,目前主要集中在電壓、頻率偏差方面管理上。對待電能質(zhì)量指標雖然我國已經(jīng)制定了相應(yīng)的標準,但是在嚴格執(zhí)行方面,仍不能達到要求,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,對于用戶相關(guān)的電壓合格率關(guān)注度比較低。
2.缺少專門的電能質(zhì)量部門,在需要監(jiān)測時臨時組建監(jiān)測隊伍,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)擴廣時,不能及時跟進電能質(zhì)量。
3.電網(wǎng)的干擾源沒有進行有用的操控。對于有些諧波和負序電流對電網(wǎng)的穩(wěn)定運行有著重要的影響,對這些產(chǎn)生諧波和負序電流的干擾源沒能進行有用的操控,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)量問題的來源是客戶,客戶對電能的使用質(zhì)量好壞直接決定著電能質(zhì)量質(zhì)量的好壞。電能質(zhì)量可以這樣來進行理解電網(wǎng)輸送給用戶的電能的品質(zhì),包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、三相不平衡、短時或暫態(tài)過電壓、波形畸變、電壓凹陷與短時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)量反映著供電部門向用戶分配電壓的平衡性問題,電壓質(zhì)量問題通常包括了電壓偏差、電壓不平衡、電壓瞬變現(xiàn)象、電壓波動與閃變、電壓暫降與中斷、電壓諧波、電壓陷波、欠電壓和過電壓等。
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)量兩個方面,這也說明了電能質(zhì)量不光是供電部門的問題。
用電質(zhì)量,主要反映的是用戶對使用的電能的繳費情況。
電能質(zhì)量策略有兩種常用方法:頻率測量法和諧波計算測量法。
頻率測量法
目前對頻率的測量是利用真實系統(tǒng)物理信號輸入,通過一定的信號處理和數(shù)值分析過程,實現(xiàn)對預(yù)定信號參數(shù)的估計,只是一個對比概測。國標規(guī)定了正常的誤差范圍為±0.2 Hz。主要的檢測方法有周期法和傅里葉變換算法,周期法是通過檢測信號波形相繼過零點間的時間寬度來計算頻率的,傅里葉變換算法主要是通過傅里葉變換來計算信號的頻譜,相對比較準確。
諧波計算測量法
電能的諧波通常是需要用離散傅里葉變換,這種變換能夠檢測信號頻率并且檢測的精度較高、使用方便、實現(xiàn)容易,在實際中實現(xiàn)信號的頻譜分析及其他方面的處理工作對信號的要求是:在時域和頻域應(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高頻率的兩倍以上;被分析的波形是隨時間周期變化的。這樣才能應(yīng)用傅里葉分析的準確性。
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