基于大规模监测数据的城市电网电能质量新现象.pdf

2 0 1 5年第 5期 上海电力 基于大规模监测数据的城市电网电能质量新现象 潘爱 强 ( 国网上海市 电力公 司电力科学研究院 ， 上海2 0 0 4 3 7 ) 摘要： 经济的发展使得城市电网规模和负荷结构发生了较大变化， 而社会的发展使得电力用户的需求不断 提高， 这些因素均使得城市电网电能质量工作呈现出新的发展趋势和现象。本文基于上海电网电能质量监测 的海量实际数据 和工 作经验 ， 对城市 电网近年来出现的新现象进行总结 ， 对新现象出现的原因进行分析 ， 对未 来 的电能质量工作进 行展望 ， 供其他类似 城市电网企业借鉴 。 关键词： 城市电网； 电能质量； 谐波； 电压暂降 中 图分类号 ： T M 2 7； T M 7 1 4 文献标志码 ： A 随着 国内城市化 的进展 ， 城市 电网的发展十 分迅速 ， 城市负荷迅猛增长的同时 ， 越来越多的非 线性 、 冲击性 、 不平衡特征的负荷和谐波丰富的用 电设备相继接入 电网， 不 同程度地影响到供 电网 络的电能质量 ； 另一方面 ， 城市 电力用户对于电力 系统生产 、 运行过程 中所涉及 的电流波形畸变问 题 、 稳态电压质量 问题 和电能 的可靠性提出了更 高的要求 ， 电力用户不再仅仅满足于有电用 ， 而更 关注于用好电的要求。城市电网企业面临着社会 舆论 、 经济及技术上的多重压力 。 而对 电网电能质量 的监测 、 分析 、 评估与治理 工作已经成为建设智能电网的重要组成部分 ， 在 各省市电力公司 中得到 了大力 支持 ， 电能质量监 测 网建 设得到快 速发展。 电能质量监 测 网的建 立 ， 为城市 电网运行管理 、 综合评估 、 节能减排 、 解 决用电纠纷和定制 电力提供 了技术数据 ， 为电力 企业在社会发展新形式下面向市场 、 适应市 场提 供 了有力的支撑 。 近年来 ， 城市电网节能减排工作不断推进 ， 高 耗能企业不断 由东部城市向西部迁移 ， 大型城市 的用电结构也发生显著变化。本文 以上海为例 ， 基于上海电能质量监测网所监测到的海量数据和 生产管理经验 ， 对城市 电网中的电能质量典 型发 展趋势和新现象 进行论述 ， 为类似城市电网电能 质量管理提供借鉴。 1 上 海 电网电能质量监 测管理 系统 上海将在 2 0 2 0年建设成 为国际经济 、 金融 、 贸易 、 航运中心之一。上海的社会经济地位决定 了上海电网是一个对电能质量要求更高的电网。 上海电网正努力建成“ 国内最佳 ， 国际先进” 的坚 强电网。作为一个 国际化大都市 ， 正在努力和国 际接轨 ， 在 电网的发展中， 面临着各个方面 的挑 战 ， 电网建设要考虑对环境 、 对用户 的影响， 越来 越多的国内外高新科 技企业入住上海 ， 贡献于上 海的经济发展 ， 要考虑为其提供更高的电能质量。 为了保障上海电网的安全、 优质供 电， 上海市 电力公司按照一系列国际和国内标准建设了电能 质量监测系统 。该系统 由监测终端 、 通信系统、 监 测主站和客户 端等构成。整个 系统采用双层结 构 ，监测终端 采集到 的数据直 接传 输给监测 主 站 ， 监测主站根据预定 的功能要求完成所有的数 据处理 、 储存 和发布 ，用户根据 自身 的需要 以客 户浏览的方式从主站获得相关信息。监测系统能 够监测全部电能质量指标 ，提供 了对全网电能质 量数据的浏览 、 统计 、 分析和整合功能 ，为电力系 统运行 、 监督 、 管理部门及其它相关单位提供用户 访问功能 ，系统构架见图 1 。 上海电网电能质量监测管理系统具有稳态电 能质量指标 和暂 态电能质量指标全部 监测 的特 点 ， 其 中 ， 稳态 电能质量指标包 括 电压 、 电流、 谐 波 、 电压不平衡度 、 闪变等 5大类 电能质量指标 ， 通过趋 势 图、 合 格率 、 最 大值 、 最小 值 、 平均 值 、 9 5 概率值等多角度进行分析统计 ； 暂态 电能质 量指标包括电压暂降 、 暂升、 中段 、 瞬变等， 通过多 种方式和手段对暂态事件进行查询 、 显示 ，对波 4 上海 电力 2 0 1 5年第 5期 低压电网、 污染性负荷和敏感用户通 常是监测重 点 ， 多数电网电能质量监测点设置均 主要 以此为 主。但城市电网电能质量特点具有系统性和全局 性 ， 分散的配网监测不能满足大范 围的电能质量 分析需求 。随着污染性 和敏感性负荷的增多， 将 母线全覆盖作为电能质量监测系统建设 的 目标具 有现实合理性。并在已有监测数据的基础上进行 深度挖掘 ， 发展各类高级应用 ， 开展扰动诊断 、 暂 降定位 、 谐波溯源等各类技术的研究。 ( 2 ) 以“ 谁 污 染 ， 谁 治 理 ” 的 原 则和 全 局 优 化 的意识进 行 治理监 督 “ 谁污染 ， 谁治理” 是 电网电能质量管理工作 所应必须坚持的原则 ， 这个原则从技术 角度和管 理角度均具有合理性和可执行性。但在污染源治 理过程 中， 电网企业应履行监督职责 ， 系统性 、 全 局性地考量治理工作对城 市 电网电能质量 的影 响 ， 防止 因电能质量治理产生的谐振放大或者引 起其他指标污染情况 。 ( 3 ) 以“ 谁需求 ， 谁 防御” 的原则， 开展 定制电 力技术和敏感 负荷 电能质量兼容性研究 在供电质量符合有关标准的前提下， 应坚 持” 谁需求 ， 谁防御” 的原则进行电能质量防治工 作 ， 对电能质量要求较高的用户应履行防御职责 ， 承担防治成本。但 同时 ， 电网企业需要 充分应对 用电负荷的复杂化 ， 掌握常见用电设备 的电能质 量兼 容性特性 ， 建立敏感负荷数据库 ， 从而更好的 发挥技术指导作用 ， 做好电力市场服务工作。 参 考文献 ： 1 林海雪 ， 现代 电能质量 的基本问题 J 电网技术 ， 2 0 0 1 。 2 5 ( 1 O) ： 5 一 l 2 2 王庆， 董瑞安 ， 张宇上海电能质量数据展示 系统设 计 与应用 J 供用电 ， 2 0 1 0， 2 7 ( 6 ) ： 1 5 1 7 3 何维 国， 谢伟 ， 张健上海电网电能质量监测 系统 J 华东电力 ， 2 0 1 0， 3 8 ( 4 ) ： 4 9 7 -4 9 9 4 G OM E Z J C，M OR C O S M MV o l t a g e s a g a n d r e c o v e r y t i me i n r e p e t i t i v e e v e n t s J P o w e r D e l i v e r y，I E E E T r a n s a c t i o n s O 13 ， 2 0 0 2 ，1 7 ( 4 ) ： 1 0 3 7 1 0 4 3 5 D A V I D L ，S HA WN MT h e c o s t o f p o w e r d i s t u r b a n c e s t o i n d u s tr i a l d i g i t a l e c o n o m y c o mp a n i e s R E P R I C E I D S， J u n e 2 0 01 ( 收稿 日期 ： 2 0 1 5 讲 一 2 4 ) 作者简介 ： 潘 爱强 ( 1 9 8 2 一 ) ， 男， 硕 士 ， 研 究 方向 为 电能 质 量 检 测 与 治理 。 2 0 1 5第十届上海国际 电力 电工展在沪成功举 办 金秋十月， 黄浦江畔丹桂飘香。由中国电力企业联合会主办 、 香港雅式展览服务有限公司负责海外组织的“ 第十届 上海国际电力设备及技术展览会( E P S h a n g h a i 2 0 1 5 ) ” ， 同期举办的“ 2 0 1 5国际电力 自动化设备及技术展览会” 、 “ 2 0 1 5中 国国际电力节能环保技术和装备展览会” 及“ 2 0 1 5电力检测试验技术及装备展览会” 以“ 专注 、 专业、 共创共赢” 为主题 ， 于 2 0 1 5年 1 0月 1 4日至 1 6日在上海世博展览馆成功举办 。此次展 会共有 2 5个 国家和地 区近 1 0 0 0家 企业参 展 ， 展 出 面积达 3 5 0 0 0 m ， 吸引了国内外 l 0万余名观众人馆参观， 盛况空前。 历经三十载的发展 ， 在新旧展商及 电力企业的支持下， E P展会继续保持其领导地位。2 0 1 5年展会展 出面积达 3 5 0 0 0 m ， 汇集 1 0 0 0余家来 自2 5个国家和地区的中外知名展商， 从装备采购、 技术研究、 经验交流等角度 ， 为国内外电 力公司、 电网公司、 电厂、 电力工程公司、 电力物资公司、 电力设计院、 研究院， 以及建筑、 轨道交通、 钢铁 、 船舶等工业用 户， 提供设备采购和解决方案的一站式专业平台。展会期间， 配合二十多场专题会议及研讨会， 以及首次筹办的商务配 对沙龙及新技术荟萃廊 ， 为电力行业人士打造丰富多元化的观展旅程。本届展会划分的专业展区包括一站式输配电、 电 力 自动化、 智能电网、 节能环保及电力工程检测及试验， 观众可具针对性地找寻目标设备供应商， 深度了解电力电工国际 前沿技术及设备。 作为电力行业重要指标， 上海国际电力电工展吸引业内具代表性的国际电力设备供应商踊跃参展。除美国驻华使 馆商务处、 德国展团、 台湾区电机电子 二 业同业公会组织庞大展团参展外， 独立参展商中不乏本地及国际电力巨头， 包 括 ： A B B、 A E G、 西门子、 伊顿、 特锐德、 长园集团、 华明、 正泰、 人民电器、 长城电器、 唐磁电气 、 天水二一三 、 中国电科院、 国 网电科院 、 许继集 团 、 平高集团 、 东方 电子 、 南 瑞