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? ? ? ? ? IEC(1000-2-2/4)標準將“電能質量”定義為“供電裝置正常工作情況下不中斷和干擾用戶使用電力的物理特性”。IEEE Std.1100-1999將“電能質量定義為“滿足電子裝置的運行條件,并能夠以一種與主布線系統及其它相關裝置相協調的方式驅動、保護電子裝置’。國內有的學者簡明地表示為“電能質量一般是指電壓或電流的幅值、頻率、波形等參量距規定值的偏差”。不論如何表達,“電能質量.的概念中應包括電能供應中所要考慮的一切方而,這些方面可以分成如下三類:
? ? ? ? ?(1) 電壓和頻率的偏差:過電壓、欠電壓、頻率偏差。
? ? ? ? ?(2) 電壓和電流的波形:電壓跌落、電壓突升、電壓波動和閃變、諧波、三相不對稱。
? ? ? ? ?(3) 供電連續性:瞬時斷電,暫時斷電,持續斷電。每一項的定義,按照IEEE Std .1159-1995。我國在參考I ECEMC-61000系列標準和IEEE Std標準后,已經頒布的電能質量系列國家標準有《供電電壓允許偏差》、《電壓允許波動和閃變》、《公用電網諧波》、《三相電壓允許不平衡度》和《電力系統頻率允許偏差》等五項標準。
影響電能質量的原因各種各樣,大體可以分為:
? ? ? ? (1) 內因。系統本身接有電弧爐、整流器、單相負荷、大功率電動機等干擾性負荷。這些負荷對電網產生負面影響,如諧波、無功沖擊、負序等,而且這些負而影響可能通過公共連接點(PCC)波及其它終端用戶。因此,系統中***安裝相關裝置,以及時緩解這些問題,而且還應根據電能質量評估體系,利用經濟杠桿約束此類用戶對電能質量的影響。
? ? ? ? (2) 外因。雷電、外力破壞、樹枝影響、配電設備故障、電容器投切、線路切換等都可能千擾系統,造成斷電或電壓變動,甚至影響到相鄰線路,導致有害影響蔓延,F在采取的措施,一是減少故障發生的次數和改變排除故障的方式,目前配電系統中的線路主保護是電流保護,該保護最大的缺陷是線路中相當大部分區域上的故障不能無時延地予以切除,此外即使無時延保護,從檢測出故障到斷路器開斷故障,最快也需要3-6個周波若是性故障,多次重合閘則導致電壓的不斷波動.二是降低裝置對電能質量問題的敏感性,主要是用戶側在敏感負荷或關鍵負荷處安裝補償裝置,這種方法對單個負荷可有直接和明顯的效果,但是受限于補償裝置的容量和價格,應用范圍也受到限制。
? ? ? ? 目前在電能質量檢測與控制中,有兩個重要環節需要深入探討:(1) 實時準確地檢測。檢測值可能是要濾除的諧波、要補償的無功或要平衡的不對稱值等。己經出現的檢測方法很多,大多數的檢測方法在信號平穩時,能準確地檢測出干擾值。而這里的目實時檢測一主要是指當信號被干擾時,檢測電路的實時跟蹤速度,目前大多數的常規檢測方法很少能傲到這一點,而實時性對于持續時間較短的電壓跌落、突升、閃變、諧波等尤為重要。以諧波檢測方法為例,為提高實時性,前人提出了不同的方法,有的是常規方法的改進,更多的是新理論的靈活應用。但這些檢測方法在改進的同時也帶來了新的問題,如要選擇合適的數學函數、變換結果的相位與幅值會出現偏差等,所以它們的有效性還有待進一步研究。
? ? ? ? 電能質量控制器(或有源濾波器)的結構一般是:靠近源側(或負荷側)連接一并聯逆變器,靠近負荷側(或源側)連接一串聯逆變器,兩逆變器通過公共的直流電容結合在一起。串聯部分的功能為補償各種干擾,并聯部分的功能為有源濾波、動態補償無功、為直流電容提供能量等。當在直流側并聯能量儲存裝置時,還能使負載不受瞬時停電的十擾.整個電路的三個主要組成部分為檢測電路、控制電路PWM形成及驅動電路。在上例基礎上進行改變,例如只取并聯側或只取串聯側;使用三相整流橋或三相PWM整流橋:儲能部分采用蓄電池、超導、飛輪或超級電容器,以供應短時有功電力;不同的補償目標采用不同的控制方法等,就可以制造出不同的設備,實現不同的功能,F在,配電系統中應用的主要補償設備大致可以分為兩類:
? ? ? (1) 綜合功能補償裝置
? ? ? ?這類裝置功能比較齊全,可完成電壓控制、動態濾波、緩解閃變、低損耗控制無功、供應有功電力等多項功能,如電能質量控制中心QCC(Quality Control Center)、靜止同步補償器SATACOM(STATic synchronous COMpensator)、統一電能質量調節器PQC等。己有試驗裝置投入實際運行,取得了比較顯著的效果,例如清華大學與河南省電力公司研制的士2 OMvarSTATCOM已于1999年4月投入現場試運行:西門子己系列生產出基于IGB丁的PWM換流器的PQC裝置。
? ? ? ? (2) 單一功能補償裝置
? ? ? ? 這類裝置的設計主要針對某一特定電能質量問題,如電壓控制、諧波濾除等,功能單一,因此與綜合功能補償裝置相比,控制也較為簡單。對某一電能質量問題突出的用戶,此類裝置較為實用。如固態斷路器(SSB一Solid-State Breaker)和固態轉換開關(SSTS一Solid-State TransferSwitch)、動態電壓恢復器(DVR一Dynamic Voltage Restorer)、有源濾波器】(APF-Active Power Filter)等。