电能质量论文

智能电网与电能质量检测

摘要:电网是关系到国民经济命脉的基础产业和公用事业。现代电网的发展已经迎来机遇与挑战并存的关键期。智能电网作为21世纪全球能源的新战略，在我国的各种单位和企业也开始崭露头角，由于具备着自愈、清洁、经济等优点，智能电网成为了今后电网发展的一个重要趋势。但是智能电网中存在着大量的电力电子设备和非线性负荷，会造成严重的电能质量问题，本文主要讨论了智能电网的具体内容以及如何对智能电网进行电能质量检测。

关键词:智能电网；电能质量；检测；

一、引言

随着我国经济的发展，智能电网这个概念也逐渐被引入中国电力市场，成为一个一轮的热点。智能电网的发展在全世界还处于起步阶段，在一些发达国家也被高度关注。“十二五”期间，国家电网将投资5000亿元，建成连接大型能源基地与主要负荷中心的“三横三纵”的特高压骨干网架和13回长距离支流输电工程，初步建成核心的世界一流的坚强智能电网。在智能电网的概念深入电力系统各个部门的同时，我们也应该考虑到智能电网的引入对于电能质量的影响，要重新设置对于智能电网的电能质量检测系统，以保证电能质量的稳定。

二、智能电网在中国的发展

2.1智能电网的定义

智能电网的发展在全世界还处于起步阶段，没有一个共同的精确定义，美国能源部对于智能电网的解释是:一个完全自动化的电力传输网络，能够监视和控制每个用户和电网节点，保证从电厂到终端用户整个输配电过程中所有节点之间的信息和电能的双向流动。

图1 智能电网

其技术大致可分为四个领域：高级量测体系、高级配电运行、高级输电运行和高级资产管理。高级量测体系主要作用是授权给用户，使系统同负荷建立起联系，使用户能够支持电网的运行；高级配电运行核心是在线实时决策指挥，目标是灾变防治，实现大面积连锁故障的预防；高级输电运行主要作用是强调阻塞管理和降低大规模停运的风险；高级资产管理是在系统中安装大量可以提供系统参数和设备（资产）“健康”状况的高级传感器，并把所收集到的实时信息与资源管理、模拟与仿真等过程集成，改进电网的运行和效率。

2.2智能电网的主要特征

(一)自愈。能够自动检测、分析故障，实现故障隔离和系统自我恢复。

(二)坚强。能够有效抵御自然灾害或人为的外力破坏，保证电网安全可靠运行。

(三)互动。用户将和电网进行自适应交互，成为电力系统的完整组成部分之一。

(四)优质。提供2l世纪所需要的优质电能，用户的电能质量将得到有效保证。

(五)经济。实现资源合理配置，提高能源利用效率，减少电能损耗，降低投资成本和运行维护成本

(六)兼容。可以容纳集中式发电、分布式发电等多种不同类型的电源，满足用户多样化的电力需求

(七)协调。实现电力系统标准化、规范化、精细化管理，进一步促进电力市场化。

2.3智能电网的先进性

与现有电网相比，智能电网体现出电力流、信息流和业务流高度融合的显著特点，其先进性和优势主要表现在：

具有坚强的电网基础体系和技术支撑体系，能够抵御各类外部干扰和攻击，能够适应大规模清洁能源和可再生能源的接入，

电网的坚强性得到巩固和提升；

信息技术、传感器技术、自动控制技术与电网基础设施有机融合，可获取电网的全景信息，及时发现、预见可能发生的故障。故障发生时，电网可以快速隔离故障，实现自我恢复，从而避免大面积停电的发生；柔性交/直流输电、网厂协调、智能调度、电力储能、配电自动化等技术的广泛应用，使电网运行控制更加灵活、经济，并能适应大量分布式电源、微电网及电动汽车充放电设施的接入；通信、信息和现代管理技术的综合运用，将大大提高电力设备使用效率，降低电能损耗，使电网运行更加经济和高效。

由于智能电网具有传统电网无可比拟的优势，我国将推行智能电网也作为十二五的一项重要内容。国家电网制定的《坚强智能电网技术标准体系规划》，明确了坚强智能电网技术标准路线图，是世界上首个用于引导智能电网技术发展的纲领性标准。国网公司的规划是，到2015年基本建成具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网，形成以华北、华中、华东为受端，以西北、东北电网为送端的三大同步电网，使电网的资源配置能力、经济运行效率、安全水平、科技水平和智能化水平得到全面提升。

2.4我国的统一坚强智能电网战略

统一坚强电网战略以构建以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的统一坚强智能电网为目标，制订的两条主线分别是技术上体现信息化、自动化、互动化、构建以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的统一坚强智能电网；管理上体现集团化、集约化、精益化、标准化。下图对此战略有一个具体的表现。

三、智能电网中存在的问题

近年来，随着特高压大电网的建设，直流输电的出现，以及风电、光伏发电等新型能源和高速铁路的发展，大量电力电子设备的使用造成谐波、电压波动、电压骤升骤降的危害更大。同时由于智能电网的发展，新能源的投入使用，使得电力系统的特性及结构变的更为复杂。

智能电网对电能质量的影响体现在三个方面:

可再生新型能源具有功率波动性、间歇性和不确定性特点，单相发电机组带来电源不平衡问题，智能配电系统分布式发电运行参数影响到背景谐波和系统谐波阻抗等；

智能电网用户侧需求表现出多样化特征，电力消费形式出现多样化，小众化，非线性用电设备用电特性空前复杂；

智能电气装备对电能质量扰动愈加敏感，对供应的电能质量要求也愈加多样和复杂。

由于以上原因，智能电网中的电能质量环境有较为明显的特征。

1.高频段间谐波群特征

智能电网智能电器多经过可关断电力电子器件采用先进的调制技术进行能量转换，由于不同对象场合开关速率的差异及其调控方法的不同，以及负荷功率的波动，供电网公共连接点频谱的特征范围、集中点难有规律可循，表现出与传统电网完全不用的波形特征。

2.电压波动闪变指标面临重大挑战

由于节能灯、荧光灯照度波动对电压波动不如白炽灯敏感。未来智能电网中白炽灯、CRT显示器将会普遍淘汰，取而代之的是节能灯、LED 灯、LCD 及LED 显示器等，因此，建立在白炽灯照度变化基础上、关系到人类视觉抗扰度水平的传统的电压波动闪变指标体系面临新的挑战，或者需要