電力系統(tǒng)中，有一個(gè)很重要的概念，叫做電能質(zhì)量。

一個(gè)理想的電力系統(tǒng)是以恒定的50赫茲頻率和正弦波形，并按規(guī)定的電壓水平對用戶供電。恒定的50赫茲頻率+穩(wěn)定的電壓+標(biāo)準(zhǔn)的正弦波形，這三點(diǎn)條件不僅確定了合格電能質(zhì)量的指標(biāo)要求，也成為了供電系統(tǒng)電能質(zhì)量的三個(gè)基本要素。

如今，光伏、風(fēng)電等新能源的大力發(fā)展，帶來了清潔電能的同時(shí)，也給電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量帶來了不小的挑戰(zhàn)——

以全額上網(wǎng)模式下的光伏為例：

光伏發(fā)電“靠天吃飯”的特性，受天氣影響較大，發(fā)電功率會隨著光照強(qiáng)度的變化而發(fā)生改變，存在隨機(jī)性，這就可能導(dǎo)致整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的頻率出現(xiàn)波動(dòng)。

以衢州市龍游縣湖鎮(zhèn)鎮(zhèn)東金村4兆瓦的水面光伏電站為例，去年其平均每天發(fā)電3.28小時(shí)，每天的平均發(fā)電量為1.37萬度。在光照充足時(shí)，光伏加入電網(wǎng)，而在沒有光照時(shí)，光伏則停止發(fā)電，頻繁地啟動(dòng)與關(guān)閉，致使電網(wǎng)的部分節(jié)點(diǎn)在一些時(shí)刻會失去電壓支撐，從而會產(chǎn)生諧波分量，對電網(wǎng)和用戶正常供電造成影響。

光伏發(fā)電是直流電，在進(jìn)行并網(wǎng)時(shí)，需要將直流電轉(zhuǎn)換為大電網(wǎng)的交流電，這就需要用到逆變器等電力電子設(shè)備，而逆變器的開關(guān)動(dòng)作都會產(chǎn)生諧波電壓和電流，進(jìn)一步惡化電網(wǎng)電能質(zhì)量。

此外，電動(dòng)汽車充電樁、電機(jī)、電力變壓器、變頻風(fēng)機(jī)等設(shè)備的廣泛應(yīng)用，在提高生活質(zhì)量和生產(chǎn)效率的同時(shí)，這些設(shè)備也會帶來諧波污染，影響電網(wǎng)電能質(zhì)量水平。

電能質(zhì)量的下降會導(dǎo)致用電設(shè)備工作不穩(wěn)定，影響設(shè)備正常使用，同時(shí)也會對大多數(shù)設(shè)備造成一定程度的損耗，減少設(shè)備使用壽命，甚至引發(fā)設(shè)備故障損壞，進(jìn)而影響電力系統(tǒng)和用電設(shè)施的運(yùn)行安全。還是以衢州龍游為例，110千伏蘭塘變是龍游工業(yè)園區(qū)主供電源，供區(qū)內(nèi)有多家光伏發(fā)電企業(yè)及對電能質(zhì)量要求高的電子元器件生產(chǎn)企業(yè)，電能質(zhì)量問題易引起敏感用戶損失，同時(shí)也會對周邊其他用戶生產(chǎn)生活用電造成一定的影響。

為進(jìn)一步改善電網(wǎng)供電質(zhì)量，提供優(yōu)質(zhì)供電服務(wù)，國網(wǎng)衢州供電公司聯(lián)合國網(wǎng)浙江電科院，歷時(shí)兩年，自主研發(fā)了新型電力系統(tǒng)電能質(zhì)量優(yōu)化治理裝置，并根據(jù)地域特點(diǎn)選擇蘭塘變進(jìn)行試點(diǎn)。

“與傳統(tǒng)的SVG（動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置）和APF（有源電力濾波器）相比，新型電力系統(tǒng)電能質(zhì)量優(yōu)化治理裝置的功能性更強(qiáng)、靈活性更高、適應(yīng)性更好。”國網(wǎng)浙江電科院柔性技術(shù)團(tuán)隊(duì)成員徐群偉介紹，“尤其是在干擾源用戶、分布式光伏等密集接入的復(fù)雜場景下，裝置具備更為良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢?！?/span>

新型電力系統(tǒng)電能質(zhì)量優(yōu)化治理裝置在功能上進(jìn)行了擴(kuò)展，相較傳統(tǒng)SVG（動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置）或者APF（有源電力濾波器）的單一治理功能，新裝置則是集動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償、諧波治理、不平衡補(bǔ)償?shù)榷喙δ苡谝惑w，能夠有效解決三相不平衡、功率因數(shù)低以及諧波污染等問題，用戶不必一一進(jìn)行設(shè)備選型和配置。而在使用上，在面對多元治理需求并存的場景時(shí)，新型電力系統(tǒng)電能質(zhì)量優(yōu)化治理裝置能根據(jù)實(shí)際需求靈活調(diào)節(jié)三種功能間的容量分配，具備更強(qiáng)的適應(yīng)能力。在衢州龍游蘭塘變投運(yùn)以來，諧波電壓下降17%，電壓不平衡度下降87%，顯著提升了蘭塘變供區(qū)的供電質(zhì)量。

電能質(zhì)量好不好，用電企業(yè)的感受最直觀。

“新型電力系統(tǒng)電能質(zhì)量優(yōu)化治理裝置投入使用后，我們企業(yè)的造紙?jiān)O(shè)備一直處于高效率運(yùn)行狀態(tài)，波動(dòng)發(fā)生次數(shù)大大減少了，進(jìn)一步提高了我們的生產(chǎn)效益?！闭憬S達(dá)紙業(yè)有限公司電氣相關(guān)負(fù)責(zé)人這樣反饋。

新型電力系統(tǒng)電能質(zhì)量優(yōu)化治理裝置的成功研發(fā)并投運(yùn)，為企業(yè)、政府、能源行業(yè)進(jìn)行電能質(zhì)量治理帶來了新途徑——

對企業(yè)而言

新型電力系統(tǒng)電能質(zhì)量優(yōu)化治理裝置提高了變電站供區(qū)的電能質(zhì)量水平，更高品質(zhì)的電力供應(yīng)有利于保障企業(yè)敏感用電設(shè)備的連續(xù)、高效生產(chǎn)，提高了用戶的生產(chǎn)效益，助力企業(yè)提質(zhì)增收。

對政府而言

高質(zhì)量可靠的電力供應(yīng)，是打造更好電力營商環(huán)境的基礎(chǔ)，助力政府招商引資，吸引對電力品質(zhì)有著苛刻要求的高端制造行業(yè)進(jìn)駐，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

對能源行業(yè)而言

引領(lǐng)電能質(zhì)量治理技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)步，帶動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展，進(jìn)一步推進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)在變電站、新能源、鐵路系統(tǒng)、工業(yè)用戶等多元場景的應(yīng)用，助力打造能源行業(yè)電能質(zhì)量“可調(diào)可控”的良好局面。