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,轉化率高等特質,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量特性。供電質量與用戶用電工藝水平是密不可分的,隨著計算機技術的發(fā)展,供電、用電的質量都基本實現(xiàn)了自動化和智能化。電能質量關系重大,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)對用電設備的破壞,這種損失是不可計量的。對于目前我國電能質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心的問題只局限在穩(wěn)態(tài)電能質量上,而沒有對暫態(tài)電能質量問題做比較系統(tǒng)的規(guī)劃,因此導致了一系列不良的反應。
對于當前我國的電能質量問題起步較晚,電能質量存在著問題在很大一部分原因歸功于電能質量監(jiān)測技術的問題,國外主要的監(jiān)測技術有現(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,而同時期國外已經(jīng)采用了數(shù)字式監(jiān)測技術。雖然經(jīng)過近三十幾年的發(fā)展,我國電能質量取得了不少成就,但是目前還存在著以下問題。
1.電能質量意識落后,仍不能完全進行電能質量,目前主要集中在電壓、頻率偏差方面管理上。對待電能質量指標雖然我國已經(jīng)制定了相應的標準,但是在嚴格執(zhí)行方面,仍不能達到要求,現(xiàn)在大多數(shù)管理單位關注比較多的還是主網(wǎng)的電壓合格率,對于用戶相關的電壓合格率關注度比較低。
2.缺少專門的電能質量部門,在需要監(jiān)測時臨時組建監(jiān)測隊伍,或者是其他行業(yè)的人員參加電能質量工作,因此在用戶在業(yè)務擴廣時,不能及時跟進電能質量。
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量的頑疾。
電能質量主要就是精良供電的意思,合格電能質量概念是指給敏感設備提供的電力和設置的接地系統(tǒng)是都能適合于該設備正常工作的。反應電能質量問題的來源是客戶,客戶對電能的使用質量好壞直接決定著電能質量質量的好壞。電能質量可以這樣來進行理解電網(wǎng)輸送給用戶的電能的品質,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量、電流質量、供電質量、用電質量四個方面。
電壓質量,是指供電電壓與理想供電電壓之間的偏差,電壓質量反映著供電部門向用戶分配電壓的平衡性問題,電壓質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。
電流質量,在一定程度上反映著電壓質量,通常要保證電能質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
供電質量,通常是指供電電壓質量和服務質量兩個方面,這也說明了電能質量不光是供電部門的問題。
用電質量,主要反映的是用戶對使用的電能的繳費情況。
電能質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。這樣才能應用傅里葉分析的準確性。
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