电能质量问题对电网和配电系统造成的危害

能质量问题。在我国，虽然总体经济和技术水平还比较落后，但在部分经济发达地区电能质量问题的影响已比较突出。而且，由于各种原因，在供电可靠性和电网电压幅度的稳定水平等指标上，我国的情况尤其落后。如何提高和保证电能质量，已成为国内外电工领域迫切需要解决的重要课题之一。近段时间提出的系统化综合补偿技术是解决电能质量问题的"治本"途径。对于稳态时的电压质量问题有许多成熟的措施加以解决；但对于动态电能质量问题，依靠传统的无功补偿和常规的滤波装置则不能有效地解决，因为诸如电压跌落(sags)、浪涌(surge)、电压脉冲(impulse)与瞬时供电中断(outage)这类电能质量问题持续的时间很短、变化很快,并且有的电能质量问题还伴随着部分甚至全部的有功损失等情形。

　　作为facts(基于电力电子技术的灵活交流输电系统)技术与配电系统应用的延伸—dfacts技术已成为改善电能质量的有力工具，该技术的核心器件igbt，它比gto具有更快的开关频率，并且关断容量已达到一定规模，因此dfacts装置具有更快的响应特性。目前dfacts装置主要有：动态电压恢复器(dvr)、配电系统用静止同步补偿器(d-statcom)、固态切换开关(ssts)等。statcom在svc装置基础上，克服了由于呈恒阻抗特性，使得在电压低时，无法提供所需的无功支持，应付突发事件的能力较弱；而且占地面积大,过多的svc易引发系统振荡的弊端，statcom的无功电流输出可在很大电压变化范围内恒定，在电压低时仍能提供较强的无功支撑，并且可从感性到容性全范围内连续调节，使得其无功输出相当于同容量svc的1.4~2倍；因statcom的灵活调压，还可以大大减少变压器分接头的切换次数,从而减少分接头故障次数。另外，statcom还可以抑制电压闪变，提高系统暂态稳定水平，结合我国的国情和已有的技术，发展statcom应是解决我国电压稳定问题的有效手段，并且也是dfacts技术发展的主要方向。目前城市和农村配网存在低功率因数和谐波污染问题。

　　大量无功电流在电网中的流动会导致线路损耗增大，变压器利用率降低，用户电压跌落严重。谐波污染则会使用电设备所处的环境恶化，也对周围的通信系统和公用电网以外的设备带来危害。谐波对公用电网和其他系统的危害大致由以下几个方面：

　　1.谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率，大量的三次谐波流过中性线时会使线路过热甚至发生火灾。

　　2.影响各种电气设备的正常工作。谐波对电机的影响除引起附加损耗外，还会产生机械振动、噪声和过电压，使变压器局部严重过热。谐波使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，以致损坏。

　　3.谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，使谐波危害大大增加，甚至引起严重事故。

　　4.谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，并会使电气测量仪表计量不准确。

　　5.谐波对临近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量;重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。

用户电力技术80年代以来，电力电子学已逐渐成为一门新兴交叉边缘学科，与此相对应的现代电力电子技术也得到迅速发展。以计算机技术和功率半导体制造技术为基础和先导，开关器件功率处理能力和切换速度有了显著提高。采用电力电子装置等高新技术，在高效使用电能上已越来越多地被人们所认识。用户电力技术(customPower)是美国电力科学研究院(epri)的n.g.hingorani博士继在1986年提出柔性交流输电技术(flexibleactransmissionsystem,简称facts)之后，于1988年针对配电网中供电质量问题提出的新概念。其主要内容是：对供电质量的各种问题采用综合的解决办法，在配电网和大量商业用户的供电端使用新型电力电子控制器。facts技术和用户电力技术都是以大功率可控硅为基础，与传统的电力系 统技术相比具有精确、快速、灵活等特点，是解决电能质量问题的有效手段。根据解决问题的出发点不同，这两种技术分属于系统侧技术与用户侧技术。柔性输电装置侧重于输电系统，具有工作电压高,装置容量大等特点，其功能常常是为满足一个区域的多数用户而设计的；用户电力装置侧重于配电系统，具有工作电压低，装置容量小等特点，其功能往往是根据少数用户的要求而设计的。尽管两种技术的侧重点不同，使用目的和经济评价标准不同,，但是在使电网高度柔性化，提高输电能力的效果上是一样的。有些装置甚至既可以用于输电网，又可以用于配电网，例如有源滤波装置(activepoweRFilter)和同步并联补偿器(statcom)等等。因此可以把柔性输电技术与用户电力技术