夏珺
华能沁北发电有限责任公司，河南 济源459000
摘要:随着我国社会经济和科学技术的快速发展，社会用电量激增。电能虽是可再生能源，由于生产生活用电量过大，电力输送中存在一部分损耗，因此加大新型电力技术及系统的研发，提高电能质量控制技术，在电网规划、智能电网发展及我国能源的可持续发展具有重要的现实意义。本文以电能变换与电能质量控制技术为研究对象，立足于现有理论和数据，对其在电力技术及电网规划，尤其是在配电网规划以及用户侧电能质量控制中的应用进行分析。
关键词:电能变换；质量控制；电网规划；配电网
文献识别码：A
一、引言
现阶段，随着我国科学技术水平及国民经济的快速发展，电能质量及用量相比以往有了较大提高，因此，推动智能电网建设，增强电网可靠性及稳定性，提高电能质量，加大电能质量控制在电力技术及电网规划中的应用研究，减少资源浪费，增加能源利用率，满足我国经济生活发展需要具有重要的意义。本文围绕 电能变换与电能质量控制技进行了分析探讨，并阐述了其在电网规划中应用[1]。
二、电能变换与电能质量控制技术
（一）电能变换概述
电能变换就是将市电或电池等一次电源变换成适合各种用电对象 的二次电源，这些变换共有四种基本类型，它们各可通过相应的变换器来实现，这就是:1.AC-DC变换，称为整流，主要用于直流电源、直流电机等。2.DC-AC变换，称为逆变，其输出为恒 频或变频，恒频主要应用在恒压恒频(CVCF)电源及不间断(UPS)电源。3.AC-AC变换，称为交交变频，是经过变换频率应用于变频调速。4.DC-DC变换，称为直流变换器，是通过转换直流电的幅度或极性应用于直流电动机的牵引调速等[2]。
（二）电能质量概述
电能质量是指导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差。理想状态下，电力企业应以恒定频率、额定电压、稳定电流供电。现实中，电源侧发电机、电网线路及变压器等的非线性，以及电网容量的多变性，及电网调度运行的干预和外界各种干扰等因素，这种理想情况并不存在。由此产生了电网中的各种问题，并以此提出电能质量概念。依据电能质量的概念，电能质量的衡量指标包含以下因素:（1）供电质量：指实际电压与额定电压的偏差，反映供电企业所供电能是否合格。此偏差包括幅值、波形、相位、频率等，不包含用电设备对电网的影响和干扰[3]。（2）用电质量：即电流质量。电力用户除对供电质量有要求，还要求电流恒定并且稳定在正弦波形，并尽可能的保证电流与电压的相位相同。根据此定义进行的电能输送，能提高电能质量，减少电路损耗。
（三）电能质量控制技术的发展
目前国内外都在积极研究电能质量控制技术。西门子研制出SSVR型电能质量调节器，Soft switching研发出自己的Dynamic Sagcrrector型调节器，美国IGC、ASC公司研制的低温型SMES已规模化生产。我国在电能质量研究上起步较晚，和美国、德国等国家存在一定差距，电能质量补偿器仍然处于实验室阶段。西安交通大学研发出120kVA并联型有源电力滤波器，中科院电工所研制出小型SMES补偿器。
三、电力系统规划中电能质量控制技术的应用研究
我国所要建设的电网覆盖了电力系统的发电、变电、输电、配电、用电整个环节，借助统一化的通信平台、现代通信技术和数字化、智能化的控制手段实现了业务流和信息流的充分融合。
在电力系统规划建设的过程中，配电网规划以及用电规划两方面对电能质量的要求相对较高，需要运用电能质量控制技术对其进行调节，以满足建设规划要求。
（一）分布式电源参与的配电网电能质量控制策略
1.配电网规划的总体目标。电网规划中配电网规划部分的总体目标如下：以提高供电可靠性和供电质量为目标，以全寿命周期管理为主线，建设与改造并举，提升发展理念，完善标准体系，统一标准、统一规划、远近结合、协调发展，各专业横向协同、各层级纵向贯通，加强规划、设计、建设、运维全过程管理，加快建设一流现代配电网。2.分布式电源概述。电源规划中，新能源电厂属于分布式电源。分布式电源的主要形式包括：太阳能发电和风力发电。分布式电源应经过并网逆变器才能参与到配电网中。由于分布式电源具备波动性和随机性等特征，无法全面利用其装置。3.分布式电源投入对配电网电能质量的影响。（1）分布式电源对稳态电能质量的影响。分布式电源的实际运转特征一方面被外界因素所影响，另一方面和发电机的实际结构息息相关。当前，电力系统得到了多方面的支持，对配电网的电能质量产生了重要影响[4]。在光伏经过逆变器的实际并网运转过程中，要想获得频率相同的电压，系统中应增添更多的电力设备以满足系统要求。如果其频率处在谐波范围中，此系统会出现谐波方面的污染。风机经过逆变器和整流器进行共同运转时，因为电力器件的增添，不能忽视出现的谐波电流。如果器件频率长期处在谐波范围中，会出现十分严重的谐波问题，甚至是对系统的正常运转产生很大程度的影响。（2）分布式电源对暂态电能质量的影响。当电力系统中进入分布式电源后，因为无法形成和电力系统相符的电压，所以在将分布式电源接入配电网中时，应使用某些器件实现整流，让其和配电网实际需求相符。但是，这样的器件会对电力系统电能质量产生不良影响，配电网、分布式电源的停止和启动都会被外界因素影响，进而造成电力系统发生暂态电能质量问题[5]。4.控制策略。(1)保障配电网的无功电源充足。足够的无功电源一方面可以保证电压的稳态性，另一方面削弱了各种负荷对配电网电能质量产生的影响。(2) 应用现代化控制设备，合理配置电能质量检测点。
（二）用户侧的电能质量控制策略
用户电力技术主要是有效整合功率技术和配电技术，将用户对电能质量的实际要求作为重要根据，为用户配置合理有效的电能。电力企业能够使用用户电力技术和新型设备，在电力系统中获得用户所需要使用的电能[6]。一方面能够制约电力系统中发生的短路问题，另一方面保证用户电能使用的可靠性和稳定性，调整其电压等。配电网控制技术能够在满足用户电能质量的基础上，解决电力系统中存有的暂态现象，是电能质量有效控制阶段。
四、电能质量控制技术的应用在电力系统规划中的意义
电能质量控制技术采用电力电子技术是有效提高电能质量的方法。由于供配电系统的特殊性、复杂性，以及工业的快速发展，电力用户使用各样新型高精度用电设备，对我国电能质量的要求越来越高，这就需要供电系统采用新的控制技术，并深入研究控制技术与电网规划间的相互影响，合理布局，通过技术与线路共同提高电能质量。当前，国内外均重视电能质量控制技术的研究，电能质量的好坏，影响社会生产生活。电能质量的提高，能够保证电网规划的的准确性和快捷性，可以减少用电设备的安全故障和因电能质量问题所造成的损耗，进而提高电能的使用效率。
五、结论
电能质量直接影响社会生产生活，因此，提高电网电能质量，研究新的电能质量控制技术具有重要意义。综上所述，电能变换与电能质量控制技术的应用有助于提升电力系统规划工作快捷性，增加资源利用率，降低能源损耗。
参 考 文 献
[1] 罗凤章.电网规划建设项目评估与决策[D].天津大学,2006.
[2] 张斌,刘晓川,许之晗.基于变换的电能质量分析方法.电网技术,2001,25(1):26-29.
[3] 懂其国.电能质量技术问答[M].北京:中国电力出版社,2003.
[4] 李国武,李艳琼,陈伟.基于分布式电源接入的配电网电能质量分析与控制举措评估[J].电工技术,2015(04):1-3.
[5] 刘松.电能质量监测的现状及展望[J].中国标准导报,2014(07):49-52.
[6] 朱桂萍,王树民.电能质量控制技术综述[J].电力系统自动化,2002(19):28-31+40.