电能质量对电网安全的影响及应对措施

1电能质量定义

IEC标准对电能质量的定义为，电能质量是指供电装置在正常工作情况下不中断和干扰用户使用电力的物理特性。最严重的电能质量问题是电压跌落和电压完全中断。

2电能质量问题的特点

(1)动态性。电能从发电生产到用户消耗是一个整体，其流动始终处于动态平衡中，并且随着电网结构和负荷的改变而不断变换。

(2)相关性。电能不易大量存储，其生产、输送、分配和转换过程直至消耗几乎是同时进行的。

(3)传播性。电力系统是一个复杂的网络，为电能的传播提供了最好的传输途径。

(4)潜在性。电能质量的扰动复杂多变，事故的诱发条件复杂，其质量的下降造成对系统用电设备的损害有时并不立即显现，为安全运行留下隐患。

(5)复杂性。电能质量的多指标性作用于同一个系统时，如何综合给出电能质量的评判标准是非常困难的。

(6)整体性。保证电能质量要靠多方的努力，因此要求电力供应方、电力使用方、设备制造商等共同协作，制订统一和可操作的适度质量标准或单独的供电质量协议，或者按照电力用户对电能质量的不同要求实行分级控制和管理。

3电能质量对电网安全的影响

电能质量问题对电力系统安全的影响可以从一次和二次系统分别加以分析。对于一次系统，电能质量问题会恶化系统设备的运行工况，直接威胁系统的安全运行;譬如，谐波可能引起谐振，谐振高电压加在电容器两端，因为高次谐波对电容器的阻抗很小，所以电容器容易因过负荷而击穿。高次谐波电流流过变压器，使变压器的铁心损耗增加;高次谐波电流流入电动机，不仅铁心损耗增加，而且使转子发生振动，严重影响机械加工质量。高次谐波使电力系统发生电压谐振，在线路上引起过电压，会击穿设备绝缘。负序和谐波对发电机不仅有热效应，产生局部发热，而且会使发电机组产生振动，并伴有噪音，严重威胁机组的安全稳定运行。对于二次系统，当电能质量问题威胁到系统设备的安全运行时，二次系统的保护部分会自动使系统设备退出运行，从而会引发一些不可预料的结果;另一方面，电能质量问题可能会使保护装置发生误动、拒动等问题，从而对电力系统的安全稳定运行造成严重的后果。

4应对措施

电网中电能质量的运行监督，目前主要由各级电力调度部门进行日常的电压和频率偏差监测和调整。随着电网的发展和负荷结构的变化，对电能质量的干扰越来越严重，与此相应，对电能质量的要求却越来越高，电能质量的标准也在不断完善。为了适应这种形势，全国各网、省(市)均建立了电能质量检测中心(站)，对电网中谐波、电压波动和闪变、三相电压不平衡度等质量指标一般由检测中心(站)采取不定时或专门检测，发现问题再和相关用户协商，采取措施解决。这里存在一个较大的电能质量运行监督的“盲区”，即负责电网运行监督的调度人员并不实时掌握电网中这些指标的状况，从而在运行方式安排上，不能顾及这些指标的变化可能对用户供电质量及电网安全带来的影响。
消除电能质量运行监督的“盲区”对电网安全和保证供电质量都有重要意义，为此需要进行下列工作。

(1)加强对干扰源用户的接入和运行管理。对于电网中大的干扰源用户，在供电方案论证时应进行电能质量评估。对于干扰(谐波、负序、电压波动和闪变等)评估不合格的用户，应协助制定治理方案，并与供电工程同步实施。大干扰源用户接入系统后，应对系统接入点的电能质量进行实时监测，一旦发现超标，应协助查找原因和制定治理方案，并限期实施，使之达标。

(2)充分利用网络资源，开发电能质量监测系统，使运行人员及时掌握电网中电能质量全面状况，消除安全隐患。

(3)扩展电力调度业务范围。调度运行日志上应反映较全面的电能质量指标;运行方式安排上，应考虑对干扰源负荷供电带来的一些特殊问题(如谐波、电压波动和闪变指标变化，以及继电保护和自动装置定值的调整等)。

(4)健全电能质量监督管理体系，进一步修订、完善《电网电能质量技术监督管理规定》，在电力调度运行规程中，补充相关电能质量监测、调整的内容。

(5)尽快落实《电力法》中关于上网电价实行“同网同质同价”规定，制定具体办法和实施步骤。

(6)普及电能质量专业知识，特别是对电网运行监督岗位上的技术人员，应全面了解电能质量的检测、超标的危害、电能质量指标和运行方式的关系、降低电能质量危害的措施以及电能质量标准等方面的知识。