山东汇海医药化工有限公司 山东省东营市 257200
摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，电能的质量也越来越受到重视。传统电能质量控制措施受到技术的制约，不但控制的措施存在问题而且其涉及的电能质量的范围也比较局限。通过简单介绍实现电能质量的现代控制的五种方法，促使人们更加了解电能质量和提高电能质量的方法。
关键词：电能质量；柔性；可靠性
引言
电能质量研究领域涉及电能质量扰动的灵敏快速检测、复杂电能质量扰动的分类识别、电压暂降的原因诊断和定位、监测装置的最佳安装和布置、电能质量与敏感负荷间作用机理、电能质量扰动和设备状态关联关系、电能质量治理的控制策略研究等多个方面，人工智能算法以数据驱动为基础，在挖掘多元数据间内部关联关系方面展现了强大的应用前景，在解决电能质量相关问题上进行了大量的尝试应用，并取得了丰硕的成果。在信息化、云计算、大数据等不断深化的基础下，新一代人工智能技术将为解决电能质量各方面的问题提供重要支撑。
1电能质量相关问题
电能质量用于表示任何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，包括电压暂降、不平衡、谐波、电压波动等，电能质量扰动的标准定义和限值，在我国电能质量国家标准体系中已有完备介绍。但随着经济的转型和电网的发展，在电源、电网和负荷侧都引入了大量的电力电子装置，这些电力电子装置在引入了新的电能质量问题的同时，还对其他电能质量问题非常敏感，带来了许多新的电能质量问题，同时随着新的技术发展也给解决传统老问题提供了新思路，针对新背景下的电能质量问题的分析研究仍在不断深入。目前电能质量相关研究主要集中在：电能质量扰动检测与评估，电力扰动数据挖掘（识别及原因推断等），电能质量扰动对于敏感负荷及工业过程的影响分析，电能质量扰动的治理方法研究等方面。
2电能质量的现代控制技术
2.1采用无源滤波器和静止无功补偿器
在配电系统中，有大量快速冲击负荷，例如电弧炉负荷会使得电压波动和闪变，进而引起系统中的电流与电压的不平衡。因而采用无源滤波器和静止无功补偿器来进行改善，尤其是静止无功补偿器可以跟踪电网和负荷的波动进行无功动态补偿。这样可以进一步地抑制了谐波干扰，减少了继电保护并且降低自动控制装置中的误动作，减少了保护失灵的产生，提高了功率因素提高了变压器的供电能力，降低了电压波动和电压闪变。但是当电网电压的波动超过一定的范围的时候，受电网电压和频率波动的影响，装置就会表现出恒阻抗的特性，不能充分发挥出其应有的作用。
2.2人工智能算法在电能质量分析中的应用
（1）人工智能算法在电力扰动检测分类中的应用。电能质量扰动的检测识别的目标在于区分系统中正常的扰动和电能质量扰动、确定电能质量扰动的类型，针对电能质量扰动的分类识别已取得了大量研究成果。目前，单一的电能质量扰动识别已得到初步解决，现有研究主要集中在电能质量复合扰动分类上，该类扰动包含两种（含两种）以上单一扰动的电能质量扰动形式，因此对于分类识别算法提出了更高的要求。在进行电能质量扰动分类时，主要是应用人工智能算法中的机器学习算法。在识别过程中，关键环节包括特征提取、特征选择和机器学习3个方面，研究也主要围绕这3个方面开展，其核心目标在于提升算法训练速度、减少样本依赖、提高识别准确率等。（2）人工智能算法扰动原因识别中的应用。除了对电能质量扰动进行分类外，还有大量研究针对特定电能质量扰动类型进行细分以及原因进行识别，如电压暂降的原因识别（引起原因包括：故障、励磁涌流、电机启动等），其本质而言，分析方法思路与电能质量扰动的识别相似，主要也是应用人工智能算法中的机器学习方法进行推断识别。（3）人工智能算法在扰动信息挖掘中的应用。
电能质量扰动数据中除包含了“电能质量”信息外，还包含了大量系统状态和设备状态等信息，因此阿尔伯塔大学WilsunXU教授在2013年提出了电力扰动数据分析学，提出基于电能质量扰动数据开展其他方面的应用，如分析电能质量对设备状态的影响、发现设备异常运行状态等。（4）人工智能算法在电能质量治理控制中的应用。在电能质量治理方面，主要是基于人工智能算法在电力电子控制中的应用，从而实现对电能质量的治理，近年来，基于人工智能算法的控制方法也被大量尝试应用于相关控制中，包括强化学习、神经网络、模糊逻辑等方法。
2.3使用柔性交流输电技术
柔性交流输电技术是通过为电网提供感应和误工功率来提高电能质量。柔性交流输电系统的设备可以分为串联补偿装置、并联补偿装置和综合控制装置。使用柔性交流输电技术可以大大提高线路的输电能力并能够更加有效地利用现有输电网，可以提高系统的输电容量和提高暂态稳定性。使用该技术可以对线路电压、阻抗和相位进行控制，可以在一定范围内控制潮流，减少阻尼振荡，还可以确保在输电线路中其输电容量接近热稳定极限，可以非常有效地提高在交流系统中的可靠性，防止了在事故发生时产生了连续的停电现象。
2.4柔性配电技术
柔性配电技术是柔性交流输电技术在配电网中的延伸，是改善电能质量强有力的工具。通过柔性配电技术可以利用控制技术和电力电子技术对在交流输电中的相位、电压等进行快速准确的调节，实现对配电系统中的潮流进行控制，来进行架构灵活、安全、高效和可靠的配电网。目前采用的核心器件为绝缘栅双极型晶体管（IGBT），能很好地解决电能质量。传统的供电技术难以满足对于供电质量的特殊要求，通过柔性配电技术就可以对于电能质量进行相应的控制来满足其相应的要求。并且在风力发电和太阳能发电等一些新兴发电技术存在间歇性发电的问题，使用柔性配电技术就可以有效地克服这种影响从而提高了供电可靠性。
3电能质量分析及改善措施
本文方法在空间方面置信度更高，因此提出的电能质量改善方法和措施将更加有针对性，可以细化到具体的配变终端或区域：统计各监测点电压质量指标超过规定的数值个数，通过从大到小排序，可找出存在电能质量的终端。进而，根据其电能质量问题采取相应的措施，如对电压持续偏低终端改变变压器分接头或装设无功补偿装置；对电压持续偏高终端加强无功出力管理，适当减少低压电容器的配置或投入；对三相不平衡严重的终端，及时调整各相负荷的分配比例等。
结语
综上所述，随着配电网大数据技术的发展，供电公司可获取到海量低压配电网数据。本文提出了一种将用电信息采集数据用于低压配电网电能质量分析的方法，以提高电能质量监测的覆盖范围，弥补现有电能质量监测系统布点较少、无法大范围监测低压配电网的问题。随着高精尖技术的发展，提高电能质量和加强电能质量的治理已经成为越来越多人关注的焦点，对于电能的要求势必会越来越高，在未来可能需要多种技术综合运用来提高电能质量，电网的智能化会应用的越来越广泛。
参考文献：
[1]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.
[2]杨挺，赵黎媛，王成山．人工智能在电力系统及综合能源系统中的应用综述［J］．电力系统自动化，2019，43（1）：2-14．
[3]潘森，王栋，乔俊峰，等．面向海量用电信息采集数据的质量分析方法研究［J］．供用电，2018，35（3）：37-40，31．
［4］闪鑫，陆晓，翟明玉，等．人工智能应用于电网调控的关键技术分析［J］．电力系统自动化，2019，43（1）：49-57．