现代电能质量控制及管理技术研究
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇现代电能质量控制及管理技术研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要：良好的电能质量控制和管理是确保电力系统正常运行的关键，国家对电能标准的制定有利于电能质量的控制和管理。通过信息化技术在电能控制中的应用，可以有效完善电网系统，提高电网运行的稳定性，为电网的维护和改造奠定基础。
0.引言
电能在社会中有着广泛的应用，电能质量是判断一个国家综合国力的重要因素。随着科学技术的不断发展，电力电子装置以及各类非线性负荷在电力系统中得到了广泛的应用，这也导致了电网中存在大量的谐波污染，各类感性设备的停运也对电网的功率因数造成了一定的影响。与此同时，随着各类先进电能设备的普及，人们在电能质量方面的要求也越来越高。和传统的电能质量控制与管理相比，现代要求更高，因此很有必要进行针对性的研究，提高我国的电能质量。
1.现代电能质量标准
电能在现代是一种较为特殊的商品，其特殊性表现在和人们的生活水平以及国家经济密切相关。在电能质量方面，由于电力的不稳定性，想要完全保证供电电压达到期望值时不实际的。因此需要一个统一的、合理的标准，来对电能质量进行评价，对电力企业以及用户的运行状况进行分析。目前，世界上多个国家都针对电能质量制定了相应的标准，我国也已经出台了6个和电能质量有关的国家标准。分别从发电、供电、用电等多个方面对电能质量提出了具体的要求，有效促进了我国的电能质量发展。但是我国这些政策的时间都超过了5年，其中有很多都无法适应当今时代下电力行业的发展趋势，随着电能行业的不断完善，必须要进行相应的修改，完善相关的电能政策。
2.现代电能质量的控制
电能质量控制的主要对象是电力系统，而目前电能质量控制的主要手段是电力电子技术。根据电力系统现状分析，电力电子技术在电能质量方面主要体现在三个方面：谐波治理、无功功率补偿和柔流输电。
2.1谐波治理
近年来，随着大量非线性负荷投入到电力系统中，便出现了各类电能问题，受到了人们的广泛关注。在我国，多数非线性负荷都是通过配电闸进行直接供电，包括大容量变流器、电解及电镀设备、电弧炉、电气化铁路以及各类空调等，这些电力设备的电流呈不规则变化，导致电流波形产生畸变，畸变的电流在电路上进行传播，导致电能质量降低。
经过大量的实践研究发现，进行谐波治理的最好方法是有源电力滤波器。和传统的无源滤波器相比，有源滤波器能够更好的补偿各次谐波、抑制闪变、补偿无功以及自动跟踪补偿变化等功能。目前世界上很多国家都在通过有源电力滤波器完善电能质量，在我国也有着广泛的应用。根据电网连接方式的不同，有源电力滤波器可以分为并联、串联以及混合三种类型，目前应用较为广泛的是并联型有源电力滤波器。并联型有源滤波器主要是通过对电网中的非线性负荷产生的电流波形进行实施检测，再用分离算法检测到谐波后，经过反相，通过控制算法，发出相应的命令信号，让电力电子逆变器将反相电流注入到电网中，从而达到谐波治理的目的[1]。根据这个特点，可以分析出有源电力滤波器可以产生各类波形的电流。因此，根据达到目的的不同，在控制算法中加入不同种类的功能部分，有源电力滤波器还能够对电网的功率因数和进行处理。
和无源滤波器相比，有源滤波器的特点可以总结为以下几个方面：第一，可以同时对多个影响电能质量的因素进行处理，例如谐波、无功、负序等；第二，补偿特性和系统阻抗以及频率无关；第三，可以更好的对无源装置的谐振进行控制，不会出现无源滤波器中的串/并联谐振情况。并且在负载谐波电流达到某个程度时，可以对输出电流的大小进行自动控制，保证电网的正常运行；第四，有源滤波器的补偿效果和控制算法有直接联系，如果对于谐波治理的要求较高，只需要对控制算法进行更高，而不需要添加额外的硬件设备；第五，和无源滤波器相比，在投入和运行方面的成本都较高。
2.2无功功率补偿
无功功率和有功功率一样，都是保证电力系统正常运行的重要因素，可以有效降低电网运行中的损耗，保证电网运行的安全。静止同步补偿器（STATCOM）是通过大功率电力电子器件构成自换相变流器，通过电压源逆变技术提供超前和滞后的无功，进行无功补偿。
根据目前无功动态调节技术的发展，该技术是世界各个国家的重点研究技术。有着体积小、容量大、响应速度快、经济性能好等多个有点，在控制节点电压和降低抑制电压善变、阻止系统震荡、提高系统暂态稳定性等多个方面有着重要的作用。
随着STATCOM技术在电力系统中的广泛应用，一些发达国家已经开始在工业让进行使用，而我国由于发展时间较晚，在应用上还有所不足。但也已经在多个地区的电力系统中进行应用，取得了良好的效果。
目前我国应用较为广泛的无功技术还有SVC技术，已经较为成熟。其特点在于：第一，自身可以产生较大谐波，不需要无源滤波器进行辅助；第二，响应速度较慢，一般需要2至3个周期；第三，在快速冲击负荷方面的补偿效果较差。相比之下，STATCOM技术有着一定的优势：第一，谐波性能优越，不需要无源滤波器进行辅助；第二，可以提供双向无功，占地面积较少；第三，响应速度较快，一般在20ms之内；第四，在快速冲击负荷方面有着良好的补偿效果；第五，其无功电流的输出和系统电压没有直接联系[2]。
2.3柔流输电
柔流输电是建立在现代电力电子技术改造交流输电技术的基础上的，通过对交流电的无功、电抗以及相角进行控制，从而保证交流系统的稳定和安全，让传统的交流输电系统也具备一定的柔性和灵活性，保证电力系统的正常运行。通过可靠性较高的电力电子器件取代传统的机械式高压开关，可以对输送的功率进行合理的调节，保证对电压的控制，有效降低了发电的成本，提高了系统的安全性。
随着电力系统的不断完善，也促进了我国电力工业的发展。在目前我国的电力系统中，如何有效的应用当前的设备是我国的重要问题，电力电子设备的核心目标就是在保证电力系统安全性的基础上最大化设备的利用效率，保证系统的正常运行，减少运行成本，提高系统的有效性。
3.现代电能质量的管理技术
3.1建立合理的管理标准
想要对电能质量进行良好的管理，首先需要一个合理的标准，保证管理有章可循，才能确保用户以及电力企业的电能质量。在制定管理标准时，要结合地区的实际情况，考虑到主要负荷区等多种因素，保证供、用电双方能够达成一致的标准。
3.2安装监测设备
要在配电网中安装相应的电能质量的监测状况进行实时监测，并将监测到的数据上传到控制中心。在控制中心中对数据进行计算、整理、统计，分析电网的运行情况，从而为管理层的电网决策奠定信息基础。
3.3提高谐波和无功管理
要根据我国相应的谐波标准对谐波源进行严格的管理，当谐波源产生的谐波电流或电压超出相关的规定时，要及时进行处理。另一方面，要保证电网的无功平衡，以就地分散和线路集中补偿两点为基本原则，不断完善无功补偿的管理。
3.4建立电能质量信息管理系统
通过监测设备所得到的电网数据往往较为分散、繁杂，因此，需要建议相应的电能质量信息管理系统，通过网络对数据信息进行良好的处理，建立相应的数据库，对电能质量信息进行全面分析，从而保证电力系统的正常运行[3]。
4.结语
电能质量问题需要电力用户和电力企业两者的共同努力，我国要不断完善相应的法规政策，制定统一的标准。电力企业要最大化设备的应用效率，在保证电网安全性的基础上，不断优化电能质量，提高电网性能。
参考文献
[1]迟恩先. 电能质量控制技术的研究与工程应用[D].山东大学，2012.
[2]胡建安. 现代电能质量控制技术及发展[J]. 企业技术开发，2011，07：40-41.
[3]吴郭芳. 解析现代电能质量控制技术[J]. 企业技术开发，2014，02：115+117.