DQZHAN訊：世紀大停電引發的電能質量思考
9月下旬，安徽省寧國市港口生態工業園內，供電員工正安裝調試220千伏太平變電站電氣設備。這一變電站投運將提升該地區供電可靠性和電能質量。
隨著生活水平的提高，人們對供電質量的要求也在不斷提升。供電質量是電能質量的重要組成部分，電能質量與人們的生產生活密切相關。
在經濟社會發展的過程中，電能質量的提升也面臨著許多方面的挑戰。為了給人們提供更安心的用電體驗，供電企業和相關科研機構在提升電能質量方面做了長期努力，其中重要的是積極構建堅強智能電網。
電能質量影響廣泛
衡量電能質量的主要指標有電壓、頻率和波形。從普遍意義上講，包括電壓質量、電流質量、供電質量和用電質量。這些指標可能聽起來有些復雜，對應到生活中，則意味著電燈是不是穩定照明，精密儀器能不能正常使用……
“世紀大停電”引發的思考
盡管已經過去十年，但那場被稱為“世紀大停電”的美加大停電仍然讓不少人記憶猶新。2003年8月14日下午，美國東北部、中西部8個州和加拿大安大略省發生了北美歷史上*大規模的停電事故，引起地鐵、隧道、橋梁關閉，不少航班取消，商家停業，美國通用汽車等汽車巨頭的54座工廠停產，近5000萬人口受到影響。
調查顯示，天氣炎熱負荷激增，線路重載跳閘后造成某地區電壓進一步降低并引起一連串故障，是停電的客觀原因之一，而一座發電廠因受雷擊發生火災則被認為是停電的直接原因。
更多專業人士由此展開了對大城市供電可靠性的一系列研究。
供電可靠性是衡量供電質量的一個非常重要的指標。從另一個角度說，電能質量直接關系到電力系統的供電**和供電質量，電能質量是對上等供電進行評價的重要方面。
專業標準規定中，電能質量是指電力系統指定點處的電特性，根據預定的基準技術參數來評價。這些參數大多與供電和負荷之間的兼容性有關，包括電網頻率、供電電壓、電壓諧波和間諧波、電壓中的載波信號以及快速電壓變化等等，并受到諸多因素影響。
重慶電力科學研究院的專業人士介紹，影響電能質量的因素主要有三個方面：一是自然現象，如雷擊、風暴、雨雪等;二是電力設備及裝置的自動保護及正常運行，如大型電力設備的啟動和停運、自動開關的跳閘及重合等;三是電力用戶的非線性負荷、沖擊性負荷等大量投運，如煉鋼電弧爐、電氣化機車運行等，會使公用電網產生大量的諧波干擾，產生電壓擾動、電壓波動與閃變等。
11月2日，華南理工大學電能質量與節能研究所副所長曾江在公開演講中，提到了美加大停電等重大停電事故，并分析了雷擊、臺風、大范圍污染、高溫等作為風險因素對于電能質量產生的影響。
備受關注的電壓質量
10月23日，在重慶市巴南區接龍鎮荷花村六陽社，村民余國彬看著不遠處正在放線的供電員工，臉上就帶起了笑：“變壓器換了，電線也粗了，這下高峰期用電也能放心了。”
六陽社是個山里的小村莊。近年來,隨著生活水平不斷提高，村里各家各戶都置辦了不少大功率家電，在用電高峰時出現了時段性的低電壓現象。余國彬說，這使得好多機器開不起來，打米、加工農作物都很困難，現在新增了變壓器，還改造了線路，用電問題能解決了。
通常，電能質量問題主要反映為電壓質量問題。各地供電企業都在積極治理低電壓，提升供電的電能質量。此外，電壓質量問題還得到了更廣泛的關注。中國電子科技集團29所的研究人員徐忠曾闡釋“電壓暫降”帶來的影響。“電壓暫降”是指供電電壓有效值短暫降低，隨后恢復正常的供電現象。一些高科技設備對電壓變化很敏感，短時的供電中斷或電壓有效值下降往往會造成設備不正常運行，發生停機等事故。
引起電壓暫降的主要原因是電網或用電設備因雷擊、外力發生短路故障，一些用電設備(如電動機)啟動或突然加負荷也會造成電網電壓瞬時下降。電壓暫降會引起敏感控制器不必要的動作(引起跳閘)，造成包括計算機系統失靈、自動化裝置停頓或誤動、變頻調速器停頓等;引起接觸器脫扣或低壓保護啟動，造成電動機、電梯等停頓;引起高溫光源(碘鎢燈)熄滅，造成公共場所失去照明。
對此，中國電力科學研究院工程師李濤永向記者介紹說，評價電能質量的所有參數都是重要的，但不同用戶、不同用電設備對電能質量的關注方面不同。他舉例說，供電的電壓質量是否處于規定的理想范圍內，可影響用戶設備是否能夠正常運行，但普通居民客戶用電設備比較單純，一般不會受到影響，而計算機存量大的信息中心對電能質量中的電壓暫降、暫升、短時中斷就比較關注，一般都配置不間斷電源(UPS)以防止此類問題發生。
不可忽視的諧波污染
你家里的電燈有沒有忽明忽暗的現象?如果已排除其他原因，那么這種現象有可能是由諧波污染造成的。而電視機、洗衣機等已相當普及的家電，有可能就是諧波源之一。
專家解釋，非線性負荷從電網吸收非正弦電流，引起電網電壓畸變，通稱為諧波源。諧波引起電壓波動和閃變產生脈沖磁場，使用電設備受到高能量沖擊，*直觀的感覺就是引起如上述照明燈光閃爍等問題。
江蘇電力科學研究院、重慶電力科學研究院等專業機構的研究人員在接受記者采訪時均表示，近年來，隨著人們對可再生能源的利用日漸重視，風能、太陽能等清潔能源發電的規模和速度日趨增大，此外，高速電氣化鐵路不斷投入運營，鋼鐵企業大容量電弧爐和軋機等沖擊性負荷日益增加，這些都使得電網的非線性、非對稱性和波動性問題日趨嚴重，直接影響到電網電能質量及對客戶的供電質量。
李濤永也認為，客戶側的非線性電力設備的比例逐漸增大，成為引起電力系統電能質量問題的主要原因之一。如熒光燈、計算機、變頻設備、整流設備、不間斷電源、開關電源、電弧爐、焊接設備、電梯、復印機等的使用都會污染電網電能質量。這些非線性負載所產生的大量諧波電流涌入電網，導致電壓波形發生畸變現象。他向記者介紹，電能質量涉及供電企業和電流用戶兩個方面，這兩方面互為影響，兩者在電力系統中以公共連接點(PCC)為連接紐帶。供電企業提升供電的電能質量，為客戶提供上等供電服務;同時，客戶的非線性負荷能給電網帶來電壓畸變，因此負載的諧波電流由用電客戶負責，并不得超過規定值，這反映的是用電質量。
有關資料表明，諧波會惡化電能質量指標，降低電網可靠性，增加電網損失，縮短電氣設備的壽命，在一些情況下還會導致產品質量降低，數量減少。李濤永舉例說，工廠大型流水線一般就會對諧波、閃爍等比較關注，因為這些問題會導致設備故障率上升，影響生產效率。諧波污染是國際公認的電網公害，對諧波的治理不容忽視。

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