單相供電質(zhì)量?jī)?yōu)化器的發(fā)展前景

弓強(qiáng)

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，農(nóng)村生活水平得到了顯著的提高，農(nóng)村對(duì)用電需求量也在不斷上升。為增強(qiáng)電網(wǎng)電能質(zhì)量，提高了農(nóng)戶的用電質(zhì)量與用電安全，本文提出了單相供電質(zhì)量?jī)?yōu)化器來(lái)緩解居民和供電之間存在的矛盾。從國(guó)內(nèi)外對(duì)于供電設(shè)備的研究背景進(jìn)行了分析，重點(diǎn)分析了單相供電質(zhì)量?jī)?yōu)化器在不同行業(yè)的應(yīng)用情況。最后分析了單相供電質(zhì)量?jī)?yōu)化器的技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)蜗啵粺o(wú)功補(bǔ)償；諧波治理；供電質(zhì)量?jī)?yōu)化器

中圖分類號(hào)：TM732 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）15-0148-01

在科技日新月異的今天，農(nóng)村用電負(fù)荷日趨多樣化，普通單一功能設(shè)備已經(jīng)無(wú)法滿足實(shí)際需求[1]。針對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)由于供電線路長(zhǎng)、負(fù)荷變化大而造成的供電電壓跌落、降壓等供電質(zhì)量差的弊端，提出采用單相供電質(zhì)量?jī)?yōu)化器（ESC）技術(shù)用于配網(wǎng)綜合補(bǔ)償，具有線路末端電壓治理、無(wú)功補(bǔ)償及濾波等綜合性能，可有效降低城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)線路損耗，進(jìn)而降低農(nóng)網(wǎng)的輸電成本。

1 ESC研究現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀

澳大利亞農(nóng)村采用單線接地回線系統(tǒng)，偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)的服務(wù)成本非常高，存在嚴(yán)重低電壓及電壓不穩(wěn)問(wèn)題，其主要采用低電壓調(diào)節(jié)器技術(shù)解決，無(wú)需儲(chǔ)能設(shè)備即可提高終端用戶電壓。挪威農(nóng)村用電設(shè)備不斷增加，電壓質(zhì)量問(wèn)題增多。其采用磁力升壓器（MVB）技術(shù)改善低電壓。能經(jīng)濟(jì)有效地提高長(zhǎng)于2km低壓線路的農(nóng)村地區(qū)終端用戶的電壓質(zhì)量。

1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)目前主要采用一般的末端調(diào)壓補(bǔ)償裝置解決。該裝置主要由補(bǔ)償變壓器、控制模塊及開(kāi)關(guān)器件三大部分組成，當(dāng)控制模塊檢測(cè)到線路電壓偏低時(shí)，控制開(kāi)關(guān)組件動(dòng)作，通過(guò)調(diào)節(jié)變壓器的分接頭來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)電壓提升，此類技術(shù)存在問(wèn)題是有級(jí)調(diào)節(jié)電壓，容易造成電壓階梯的存在，分接開(kāi)關(guān)易損壞。基于國(guó)外低壓配網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)器技術(shù)，考慮我國(guó)現(xiàn)階段線路末端電能質(zhì)量的各類問(wèn)題，國(guó)內(nèi)當(dāng)前研發(fā)一種電能質(zhì)量綜合治理裝置，即單相供電質(zhì)量?jī)?yōu)化器（ESC）。

2 ESC應(yīng)用分析

（1）鉆井行業(yè)電能質(zhì)量治理。對(duì)于一鉆井隊(duì)用電現(xiàn)場(chǎng)，存在功率因數(shù)低，諧波含量大，所產(chǎn)生的電流沖擊和諧波對(duì)磕頭機(jī)產(chǎn)生的干擾直接影響采油量。針對(duì)此問(wèn)題，采用電壓等級(jí)0.6kV，容量2.4Mvar的ESC裝置進(jìn)行改造。使用后現(xiàn)場(chǎng)電網(wǎng)功率因數(shù)提高至0.95以上，電流電壓波形較平滑，各項(xiàng)指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。（2）石油行業(yè)電能質(zhì)量治理。對(duì)于國(guó)內(nèi)某石油勘測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，存在運(yùn)行周期負(fù)載不平穩(wěn)，電流沖擊大，功率因數(shù)低，諧波較大，功率因數(shù)處于0.6以下的問(wèn)題。對(duì)于此問(wèn)題，采用電壓等級(jí)0.6kV，容量2.1Mvar的ESC裝置進(jìn)行配電網(wǎng)末端升級(jí)改造。改造后，配電網(wǎng)動(dòng)態(tài)連續(xù)補(bǔ)償，解決沖擊造成的晃電現(xiàn)場(chǎng)，諧波濾除率達(dá)80%，功率因數(shù)得到改善。（3）光伏行業(yè)電能質(zhì)量治理。對(duì)于某農(nóng)業(yè)大棚光伏電站，擁有系統(tǒng)電壓電流波形正常，諧波含量低，但系統(tǒng)功率因數(shù)為0.73，處于較低水平問(wèn)題。使用電壓等級(jí)10kV，容量0.8Mvar的ESC裝置進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)更新。使用后，系統(tǒng)具有動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)墓δ埽旯β室驍?shù)平均值在0.96以上，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。（4）軍工行業(yè)電能質(zhì)量治理。某軍工基地大樓擁有大量的UPS和開(kāi)關(guān)電源等諧波源設(shè)備，給系統(tǒng)帶來(lái)了嚴(yán)重的諧波污染，影響了通訊質(zhì)量。采用電壓等級(jí)0.4kV，容量0.4Mvar的ESC裝置進(jìn)行系統(tǒng)改造升級(jí)。使用后有效的濾除了系統(tǒng)的諧波，系統(tǒng)電壓畸變率和電流畸變率極大的減小，THD控制在5%以下。（5）建筑行業(yè)電能質(zhì)量治理。某體育館內(nèi)的大量照明和中央空調(diào)等設(shè)備給末端配電網(wǎng)帶來(lái)嚴(yán)重的諧波污染，配電系統(tǒng)功率因數(shù)低，中線電流過(guò)大。采用電壓等級(jí)0.4kV，容量60kVA的ESC裝置進(jìn)行系統(tǒng)改造升級(jí)。改造后系統(tǒng)總諧波畸變率THD由35.8%下降至2.3%，總諧波電流由184A下降至12A，功率因數(shù)提升至0.98。

3 ESC技術(shù)特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)效益

ESC技術(shù)特點(diǎn)如下[2]：（1）瞬態(tài)穩(wěn)定電壓，消除電網(wǎng)閃邊及瞬時(shí)跌落；（2）具有無(wú)功補(bǔ)償及諧波治理能力；（3）采用最新半導(dǎo)體技術(shù)，響應(yīng)速度快，整機(jī)可靠性高；（4）后期維護(hù)方便。

ESC技術(shù)具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，由于ESC具備電壓治理、無(wú)功補(bǔ)償及濾波等綜合性能，可有效的降低城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)線路損耗，從而減少農(nóng)網(wǎng)的輸電成本。避免了由于電網(wǎng)電能質(zhì)量差的原因造成的電器損壞與停電，提高了農(nóng)戶的用電質(zhì)量與用電安全，緩解并消除了居民、農(nóng)戶與電網(wǎng)的矛盾，為農(nóng)村建設(shè)做出重大貢獻(xiàn)。通過(guò)改善電網(wǎng)的電能質(zhì)量，從而延長(zhǎng)變壓器、開(kāi)關(guān)、電纜等載流設(shè)備的使用壽命。

4 結(jié)語(yǔ)

同目前市場(chǎng)主流產(chǎn)品調(diào)壓裝置相比，ESC兼具電壓調(diào)節(jié)、無(wú)功補(bǔ)償、諧波治理功能的綜合性補(bǔ)償裝置，且響應(yīng)速度快，補(bǔ)償精度高等優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)智能電網(wǎng)的需求，可通過(guò)GPRS將設(shè)備接入后臺(tái)，進(jìn)行集中監(jiān)控。ESC將無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)電壓、無(wú)功補(bǔ)償、諧波治理等功能集合在一臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行治理，功能齊全，原理先進(jìn)，設(shè)備可靠性高；功能性和適用性較高。ESC將成為未來(lái)市場(chǎng)的主流技術(shù)，同時(shí)為用戶和電網(wǎng)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]杜瑞桂.農(nóng)網(wǎng)低電壓綜合治理[D].保定：華北電力大學(xué)，2012.

[2]張明江，紀(jì)延超.三相不平衡與無(wú)功功率的綜合補(bǔ)償方法[J].電網(wǎng)技術(shù)，2008，（1）：20-23.endprint