对电能质量引起供电可靠性问题的思考何英

对电能质量引起供电可靠性问题的思考何英

何英

(国网新疆电力有限公司塔城供电公司新疆塔城834700)

摘要：在改革开放以来，我国的经济在不断的发展，暂态电能质量问题会对用户设备的正常工作产生影响,有必要从用户角度来理解引起的供电可靠性问题。介绍了国内外传统的可靠性指标和量化暂态电能质量事件的SARFI指标,提出了将暂态电能质量事件,特别是电压暂降和短时中断的影响纳入可靠性指标和评估中值得展开研究的几个方向。

关键词：供电可靠性;暂态电能质量;电压暂降;短时中断

引言

随着新能源发电及电力电子节能装置的大规模应用，电能质量问题得到了社会各界的普遍关注。特别在智能电网概念下，电能质量议题已经作为智能电网概念的主要内涵之一而更受重视。通俗地，可以这样认为：电能质量是与电力系统安全经济运行相关的、能够对用户正常生产工艺过程及产品质量产生影响的电力供应的综合技术指标描述，它涉及电压电流波形形状、幅值及其频率这3大基本要素。电能质量指标的下降是继发电环节以后理想电能在输配供用这一延续环节中被“污染”造成的，相当于在理想电能载体上所依附的其他“坏”信息，其主要影响因素包括电网结构缺陷、电气设备可靠性指标及维护缺陷、继电保护缺陷、环境气候及外来因素如雷电等因素、供电设备非线性特性、不同用户的负荷用电特性等。可见电能质量问题的提出也是基于所供电力是否会影响到用户生产工艺的各个过程这样的大背景而提出的，在某种程度上与电力可靠性概念有相似之处。目前，电能质量各种指标评估、分析、发布在很多电力公司已经试行，有的技术指标借用了电力可靠性指标的相关内容，如SARFI(systemaverageRMSvariationfrequencyindex)法。文中将对电能质量与电力可靠性之间的关系展开分析讨论。

1电能质量与电力可靠性定义

1.1电能质量问题

合格电能质量指的是给敏感设备提供的电力以及设备接地系统都适合该设备正常工作时的电压、电流值。当前电能质量问题主要分为稳态电能质量问题、暂态电能质量问题两种。稳态电能质量参数指的是电力系统在稳定状态下运行所产生的各种参数，例如电压偏差、频率偏差、三相不平衡度、谐波电压电流、电压波动闪变等；暂态电能质量则指的是电力系统由于暂时出现的事故或者局部事件引起的运行参数的变化，例如电压暂降、电压暂升、电压短时中断等。另外，过电压指标也被纳入电能质量技术参数范畴。

1.2电力系统可靠性问题

电力系统可靠性指的是电力系统长期运行过程中的满意度，与电力系统的故障率有直接关系，故障越少，可靠性越高。供电可靠性是电力企业关注的重点，反映了电力系统长期运行过程中向用户提供的持续、稳定、充足的服务能力，也反映一个电力企业的综合实力。简单来讲，电力系统的可靠性关注的就是供电过程中的中断情况，传统的可靠性研究所关注的情况较少，很少涉及电能质量问题而现代供电系统的可靠性研究中，加入了谐波、电压暂降暂升等情况，技术参数范围越来越广，主要的指标有以下几个方面：第一，客户的数量；第二，供电的负荷容量；第三，供电中断时间间隔，时间间隔越来越精细，以秒、分钟、小时计数；第四，由于供电中断导致的损失负荷；第五，供电中断的频率。

2加强电能质量技术监督是提高供电可靠性水平的必然要求

既然电能质量议题及其属性属于供电可靠性概念的范畴，是供电可靠性内涵及外延的进一步延伸，那么，新形势下应该进一步加强电能质量技术监督，将供电可靠性的理解推进到一个更高的层次。电能质量技术监督不仅要建立健全的电能质量监督管理机制，更需要从技术手段上提供可行的电能质量监督环境，从而从技术上、实践上确保供电可靠性指标的实现。通过网络化电能质量实时在线监控系统，监测点各类电能质量实时信息不间断地传输到电能质量监控中心数据库，电能质量监控中心根据拟定的各类指标、评估方法对供电系统电能质量环境进行综合分析，及时发现潜在的电能质量隐患，向生产部门提供技术上可行的解决措施。目前，由上百个监测点构成的涵盖配网到500kV电压等级的电能质量在线监测系统在江苏电力公司已经建成并投入运行，这一系统为电能质量技术监督奠定了良好的基础。江苏省电力公司在电能质量监测网应用的基础上，率先开展了电能质量预警工作的研究，在配电网层面，建立了相对完善的电能质量预警指标体系，实现包括对可靠性指标及网损等电网运行指标在内的预警。所开发的电能质量预警平台已在江苏省网内实施应用，对配电网电能质量异常状态预警取得了明显成效。在配合电能质量在线监测系统运行的基础上，电力营销部门、电力科学研究院还采用便携式电能质量分析仪，定期或不定期地对重点污染源用户进行电能质量用电环境分析，根据用户用电设备特性，向用户提供良好的优质用电方案，在进一步减少用户污染的同时，还可提高能源利用效率，为企业节能减排提供有力的技术支持。在上述电能质量监测分析技术手段保证的基础上，面对各类高新技术产业对电能质量敏感的用户，电力生产、营销、电力科学研究院还根据电能质量环境特征(事件发生频度、事件水平等)，向不同敏感性用户提供良好的抗扰度技术建议措施，协助企业抵御电能质量污染的影响，进一步提高敏感用户的供电可靠性水平，切实为用户服务。

3电能可靠性指标

3.1供电系统年平均停电频率指标SAIFI

5．用户平均故障停电次数，指的在统计期内供电用户的平均故障停电次数。根据上述分析可知，供电可靠性指标中，传统的定义指的是供电系统对用户的停电时间，一般以小时为单位计量，在我国现行的规定中，供电可靠性指标还加入了自动重合闸重合成功或备用电源自动投入成功等情况，当出现这两种情况时都被认为供电不合格。由于我国现代电力系统不断改善，电网负荷增加，暂态环境下，电能质量问题越来越明显，尤其是电压暂降、短时间中断等引起的问题越来越明显，在研究电能质量问题以及供电可靠性的时候应该要将暂态电能质量问题纳入其中。根据新规定，当用户侧电压低于10%额定电压时就被视为停电，因电力系统的暂态问题导致用户不能连续、持续使用电能产品的的用户数量十分多，几乎占总用户的99%，在开放的电力环境中，应该要逐渐从考核供电系统转变为考核用户，从用户的角度来理解供电可靠性。电能质量与供电系统的可靠性之间有十分紧密的联系，在电力系统运行管理过程中，必须要研究分析电能质量与电力可靠性的关系，提高供电可靠性，减少电能质量问题。例如对供电过程中的电压进行稳定，对电压设备的质量进行控制，以此提高供电稳定性。

4加强电能质量技术监督是提高供电可靠性水平的必然要求

既然电能质量议题及其属性属于供电可靠性概念的范畴，是供电可靠性内涵及外延的进一步延伸，那么，新形势下应该进一步加强电能质量技术监督，将供电可靠性的理解推进到一个更高的层次。电能质量技术监督不仅要建立健全的电能质量监督管理机制，更需要从技术手段上提供可行的电能质量监督环境，从而从技术上、实践上确保供电可靠性指标的实现。通过网络化电能质量实时在线监控系统，监测点各类电能质量实时信息不间断地传输到电能质量监控中心数据库，电能质量监控中心根据拟定的各类指标、评估方法对供电系统电能质量环境进行综合分析，及时发现潜在的电能质量隐患，向生产部门提供技术上可行的解决措施。目前，由上百个监测点构成的涵盖配网到500kV电压等级的电能质量在线监测系统在江苏电力公司已经建成并投入运行，这一系统为电能质量技术监督奠定了良好的基础。江苏省电力公司在电能质量监测网应用的基础上，率先开展了电能质量预警工作的研究，在配电网层面，建立了相对完善的电能质量预警指标体系，实现包括对可靠性指标及网损等电网运行指标在内的预警。所开发的电能质量预警平台已在江苏省网内实施应用，对配电网电能质量异常状态预警取得了明显成效。

结语

在信息电力时代特别是智能电网概念的大背景下，电能质量议题应该是电力系统可靠性议题的进一步延伸。电能质量指标的定位应结合其特征借鉴电力可靠性指标的更多内容，注重电能质量实际上是全方位关注供电可靠性。

参考文献:

[1]刘军成，焦莉.智能电网概念下的电能质量环境分析[C]//中国电机工程学会2011年年会论文集.北京：IEEE，2011：11-15.

[2]何维国，张丽莹.对电能质量引起供电可靠性问题的思考[J].供用电，2009（01）