[b]1 引言 [/b]　　近年來，隨著非線性負(fù)荷及沖擊性負(fù)荷的增加，電能質(zhì)量問題日益突出，由于電能質(zhì)量方面引起的用戶投訴也越來越多。許多新型帶微處理器和電力電子器件的負(fù)荷設(shè)備對電能質(zhì)量要求較高，有些企業(yè)在簽訂用電協(xié)議時(shí)，要求供電局提供優(yōu)質(zhì)高價(jià)的電能。 　　隨著電力系統(tǒng)創(chuàng)一流工作的深入和我國即將加入WTO組織，電能質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)也將與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌。 2 電能質(zhì)量的監(jiān)測手段及其局限性 　　目前國內(nèi)廣泛采用統(tǒng)計(jì)型電壓表監(jiān)測電壓質(zhì)量水平，這些電壓監(jiān)測儀只能監(jiān)測電壓合格率，需要人工抄表，缺乏統(tǒng)計(jì)分析功能；而諧波和電壓波動(dòng)、閃變的測量則用便攜式測試儀器，分別對變電所的各級(jí)母線電壓、主變壓器各側(cè)的諧波電流、電容器組的諧波電流進(jìn)行測量、對大、中型非線性負(fù)荷用戶和電廠以及低壓配電網(wǎng)進(jìn)行測量。根據(jù)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、統(tǒng)計(jì)分析，對電網(wǎng)的電能質(zhì)量水平進(jìn)行評(píng)估。 　　這種電能質(zhì)量監(jiān)測手段和管理模式存在著明顯的局限性： 　　①實(shí)時(shí)性差：監(jiān)測周期長、監(jiān)測點(diǎn)分散，無法及時(shí)了解電網(wǎng)電能質(zhì)量水平； 　　②監(jiān)測指標(biāo)少：由于監(jiān)測裝置的局限性，同一臺(tái)儀器無法同時(shí)監(jiān)測多項(xiàng)電能質(zhì)量指標(biāo) ； 　?、酃ぷ髁看螅盒枰ㄙM(fèi)很多的人力和物力去測量、統(tǒng)計(jì)、分析； 　?、軠y量誤差大：在實(shí)際測量中往往不能達(dá)到理想的測量環(huán)境，數(shù)據(jù)的偶然性很大，甚至還有漏抄、虛抄的現(xiàn)象； 　?、菪实停簭陌l(fā)現(xiàn)電能質(zhì)量的問題到解決該問題，往往需要很長時(shí)間； 　?、奕狈ε袛嘁罁?jù)：數(shù)據(jù)量不足，且無法對監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行跟蹤測試，從而難以深入分析造成電能質(zhì)量的成因，也難進(jìn)一步提出改善電能質(zhì)量的措施點(diǎn)。 　　基于這種現(xiàn)狀，建立一個(gè)電能質(zhì)量在線監(jiān)測網(wǎng)，及一套統(tǒng)一開放的監(jiān)控和管理平臺(tái)，能夠及時(shí)分析和反映電網(wǎng)的電能質(zhì)量水平，以便找出電網(wǎng)中影響電網(wǎng)質(zhì)量的原因，并采取相應(yīng)的整改措施，改善現(xiàn)有供電系統(tǒng)的供電質(zhì)量、降低電能損耗、保證電網(wǎng)的安全、可靠 、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是很有意義的。同時(shí)也為電網(wǎng)的進(jìn)一步建設(shè)完善和事故分析提供準(zhǔn)確的歷史數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。國外自70年代起就開始進(jìn)行電能質(zhì)量的測試分析和治理工作，目前各供電連接點(diǎn)（包括部分用戶終端）均已裝設(shè)電能質(zhì)量監(jiān)測儀器。 3 國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及發(fā)展趨勢 　　由于人們對電能質(zhì)量的技術(shù)含義存在著不同的認(rèn)知，看問題的角度也不盡相同。例如 ，電力部門把電能質(zhì)量主要定義為電壓與頻率的合格率，并且用統(tǒng)計(jì)數(shù)字來說明電力系統(tǒng)99．9%是安全可靠的；電力用戶則把電能質(zhì)量簡單定義為是否向負(fù)荷正常供電。國際電工委員會(huì)（IEC）沒有電能質(zhì)量的術(shù)語，而是提出電磁兼容（EMC）術(shù)語，指出和強(qiáng)調(diào)設(shè)備之間的相互作用和影響，以及電源及設(shè)備之間的相互作用和影響，IEC制定了電磁兼容的一系列標(biāo)準(zhǔn)。另外還有許多國外先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)，如1995年歐共體頒布的電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，稱為《公用配電系統(tǒng)供電特性》，作為對中、低壓電能質(zhì)量的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)分5大類，共有13個(gè)指標(biāo)。 　　世界各國都十分重視電能質(zhì)量的監(jiān)測和治理，我國正在積極采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，特別是IEC制定的EMC標(biāo)準(zhǔn)。我國現(xiàn)行的關(guān)于電能質(zhì)量方面的國家標(biāo)準(zhǔn)有五個(gè)，其中《電能質(zhì)量電壓允許波動(dòng)和閃變》（GB12326－2000）是新標(biāo)準(zhǔn)。另已報(bào)批的國標(biāo)還有暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓，涉及電壓跌落和短時(shí)供電中斷的問題也在立項(xiàng)中。 4 電能質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)的實(shí)施 　　4.1 確定監(jiān)測的指標(biāo)內(nèi)容 　　從技術(shù)上看，影響電能質(zhì)量的因素主要有三方面：①自然現(xiàn)象，例如：雷擊線路；②電力設(shè)備及裝置的正常使用和自動(dòng)保護(hù)，例如倒閘操作；③用戶終端的非線性負(fù)荷、沖擊性負(fù)荷等。 　　電能質(zhì)量低下的危害有以下一些表現(xiàn)： 　　①電壓偏差超標(biāo)會(huì)使用電設(shè)備的損耗增加、壽命縮短、工作不正常，會(huì)破壞電力系統(tǒng)同步運(yùn)行的穩(wěn)定性、電壓的穩(wěn)定性以及電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 　?、陔妷旱牟▌?dòng)和閃變主要由波動(dòng)性負(fù)荷（如電弧爐）引起，其超標(biāo)會(huì)危害與其連接在公共供電點(diǎn)的其他用戶的設(shè)備，如使照明燈閃爍、電機(jī)轉(zhuǎn)速不均勻和計(jì)算機(jī)及電子設(shè)備工作不正常等。 　?、壑C波由諧波源（非線性設(shè)備和負(fù)荷）注入系統(tǒng)，會(huì)損壞系統(tǒng)設(shè)備（如電容器、電纜 、電動(dòng)機(jī)、電壓互感器等），威脅系統(tǒng)的安全運(yùn)行（如繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置誤動(dòng)），增加系統(tǒng)的功率損耗（如線損），增大測量儀表的誤差（如電能表），干擾通信等。 　　④三相不平衡會(huì)使發(fā)電機(jī)工作不正常，增加變壓器的附加損耗造成其局部過熱，繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置誤動(dòng)，變流器產(chǎn)生非特征諧波，增加中性線電流產(chǎn)生電噪聲干擾，增加輸電線損耗，干擾通信等。 　　⑤電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，全系統(tǒng)有相同的頻率。在允許的頻率偏差范圍內(nèi)，主要是引起設(shè)備的效率問題；當(dāng)偏差超過范圍，則會(huì)危及設(shè)備的安全，嚴(yán)重時(shí)甚至造成系統(tǒng)瓦解崩潰。 　　⑥暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓以及電壓跌落和短時(shí)供電中斷的問題，一般由系統(tǒng)或用戶內(nèi)部的短路故障引起，會(huì)直接影響甚至中斷用戶正常的用電，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。這是用戶最關(guān)心的問題。 　　綜合IEC和國際上關(guān)于電能質(zhì)量方面的內(nèi)容，考慮實(shí)際情況，確定要監(jiān)測的重點(diǎn)。電壓、頻率合格率一向比較被電力系統(tǒng)重視，基本上符合國家標(biāo)準(zhǔn)，所以我們認(rèn)為電能質(zhì)量上要研究的是電壓驟降（voltagedip）、瞬態(tài)過電壓（transient over－voltage）、諧波畸變（harmonic distortion）和閃變（flicker）四種現(xiàn)象。其中前兩種屬于短期暫態(tài)現(xiàn)象，后二種屬于持久性事件。 　　4.2 測量點(diǎn)的選擇 　　測量點(diǎn)的正確選擇直接關(guān)系到測量的準(zhǔn)確度。結(jié)合紹興電網(wǎng)的諧波普測工作，發(fā)現(xiàn)有很多影響諧波測量準(zhǔn)確度的因素，部分變電所由于其他因素引起諧波升高，并不是系統(tǒng)諧波的真實(shí)反映。例如： 　?。?）在一些變電所中為避免由于諧振而導(dǎo)致電壓互感器的損壞，往往在互感器的中性點(diǎn)通過消諧裝置接地，使三次諧波含量畸變很嚴(yán)重。例如，110kV楊汛變10 kV母線電壓總諧波畸變率為8．8%，而35 kV三江變10 kV母線電壓總諧波畸變率高達(dá)25．%；而把消諧裝置短接，使互感器的中性點(diǎn)直接接地時(shí)，10 kV電壓總諧波畸變率僅為2．5%。 　　（2）一些變電所的進(jìn)線側(cè)母線電壓總諧波畸變率超過20%，如35 kV三都變、35 kV璜山變，主要為三次諧波。這是三相不平衡造成的，應(yīng)從電源電壓、線路阻抗、負(fù)荷特性等找出三相不平衡的原因，加以消除。 　　另外還有一些測量點(diǎn)由于變電所二次回路沒有中性點(diǎn)引入，實(shí)際測量的諧波電壓為線電壓，所以不能有效地反映電壓諧波畸變率。 　　4.3 監(jiān)測儀器的選型 　　隨著數(shù)字信號(hào)處理（DSP）技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，在線監(jiān)測技術(shù)的不斷提高，國內(nèi)相關(guān)廠商正在積極研制開發(fā)在線監(jiān)測裝置；國外對電能質(zhì)量的監(jiān)測和治理工作進(jìn)行的較早，具有一些較成熟的監(jiān)測裝置。其中瑞士萊姆集團(tuán)生產(chǎn)的電能質(zhì)量檢測系列產(chǎn)品在全球有廣泛的應(yīng)用。 　　一般而言，電能質(zhì)量監(jiān)測儀應(yīng)采用DSP技術(shù)，這樣才能保證信號(hào)的同時(shí)采樣和高速采集使用現(xiàn)場條件惡劣，易受干擾，必須有較高的共模抑制比。 　　一般安裝在變電所10 kV母線的監(jiān)測儀器，除了必須滿足電能質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于測量儀器的要求和規(guī)定外，還應(yīng)能有效監(jiān)測電能質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)的所有指標(biāo)（電網(wǎng)頻率、電壓偏差、三相不平衡度、諧波、電壓波動(dòng)和閃變），以及具備暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓（已報(bào)批電能質(zhì)量國標(biāo)）、短時(shí)供電中斷（正在立項(xiàng)中）的測量功能，其他指標(biāo)最好能和國際標(biāo)準(zhǔn)接軌。而安裝在低壓配電網(wǎng)和用戶的監(jiān)測儀器，則可以適當(dāng)減少電能質(zhì)量考核指標(biāo)數(shù)量，如只有電壓合格率、簡單的諧波測量、功率測量等一些功能；也可根據(jù)用戶對電能質(zhì)量的具體要求，選擇相應(yīng)的監(jiān)測儀，以便降低成本。 　　4.4 軟件 　　軟件應(yīng)達(dá)到的主要功能： 　?、俦O(jiān)測中心可對現(xiàn)場監(jiān)測點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)定，可調(diào)用任何實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)； 　　②監(jiān)測的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)可以記錄、統(tǒng)計(jì)、存盤； 　?、郾O(jiān)測中心分析軟件對監(jiān)測的數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)庫管理功能； 　　④數(shù)據(jù)具有圖形或表格形式顯示功能，能生成任意時(shí)間段的變化趨勢曲線，并具有局部放大、縮小等功能，滿足分析的要求； 　　⑤不同時(shí)間段下載的數(shù)據(jù)可合并； 　?、捃浖僮鹘缑嬗押?、易于維護(hù)。 　　4.5 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 　　目前通信技術(shù)發(fā)展很快，變電所實(shí)現(xiàn)光纖通信也很普遍，這就給電能質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)的組成提供了良好的網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)?？梢酝ㄟ^Web技術(shù)，分層、分級(jí)、分權(quán)限對電網(wǎng)電能質(zhì)量進(jìn)行分析和管理。各監(jiān)測點(diǎn)通過定時(shí)或召喚的方式將數(shù)據(jù)上傳到Web服務(wù)器，通過設(shè)定不同的權(quán)限，從而使不同的人員可以訪問不同的數(shù)據(jù)，了解目前的電網(wǎng)電能質(zhì)量指標(biāo)。甚至可以把某些指標(biāo)上Internet網(wǎng)，向社會(huì)公開。 [b]5 主要經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益 [/b]　?。?）加強(qiáng)公用電網(wǎng)電能質(zhì)量的監(jiān)督管理，保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行； 　?。?）分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，并進(jìn)行電能質(zhì)量的治理，提高供電質(zhì)量，減少設(shè)備故障、停電時(shí)間，降低能耗； 　?。?）為電網(wǎng)優(yōu)化和事故分析提供可靠數(shù)據(jù)； 　?。?）可替代目前使用的部分相關(guān)表計(jì)，節(jié)省人員和時(shí)間； 　?。?）是面向開放的電力市場、適應(yīng)競爭機(jī)制的強(qiáng)有力手段； 　?。?）進(jìn)一步保障各級(jí)用戶的正常用電秩序，為其提供優(yōu)質(zhì)的電能商品； 　?。?）根據(jù)不同用戶對供電質(zhì)量的不同要求，試行和用戶簽訂各級(jí)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)簽訂的各級(jí)供電合同和質(zhì)量協(xié)議）。