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电能质量治理设备发展

发布时间: 2024-04-16 来源:交通运输

  会引起电机附加振动力矩和发热,变压器漏磁增加和局部过热,电网线损增大,干扰通讯以及多种保护和自动装置误动等。

  主要影响工业生产过程中对电压敏感的电气设备(例如电子设备等)的正常工作,甚至导致非常严重的经济损失。因此,电压暂降已成为现代电力用户面临的最严重的电磁干扰问题之一。

  调查显示,每年因电能质量扰动和电气环境污染引起的经济损失非常惊人。美国电力科学研究院EPRI的报告说明,全美因谐波等电能质量上的问题造成的损失每年达几百亿美元以上。在中国,根据2005年由国际铜业协会(中国)主办的“中国电能质量行业现状与用户行为调研报告”,在调查的32个行业共92家企业,有49家企业因电能质量上的问题造成经济损失达2.5亿元~3.5亿元。我国目前的电能使用效率只有35%左右,很重要的原因是电能质量低下所导。

  随着人们对电能质量的认识也持续不断的发展,随之涌现出针对电能质量等问题处理及优化的企业。中国国内的电能质量设备企业大多是近几年发展起来的企业,部分企业虽然成立早,但一直倾力于传统的电力成套设备市场,其电能质量设备的生产和销售大多是近几年才开始做。但生产谐波治理设备和无功补偿装置尤其是进行有源滤波(APF)和动态无功补偿(SVG)生产,有较高的技术壁垒,并不是所有企业都能达成。目前,有源电力滤波装置(APF)的知名生产商在10家左右,市场销售量比较大的公司有荣信电力电子股份有限公司、西安赛博电气、思源电气股份有限公司、西安ABB电力电容器有限公司、苏州和顺电气等。能够直接进行无功补偿装置生产的企业有2000余家,其中进行动态无功补偿(SVG)的企业有50余家。由于电力成套行业非标准化、区域化的特点,在电网进行谐波治理的动态无功补偿,通过标准化设计,将技术集成为单位化有可能成为该类产品未来发展的一个方向。

  有关资料表明,日本电能的使用效率在56%左右,美国为52%,欧洲为52致。如果全国大范围提高电能质量,以此来提高电能的使用效率,将对节能减排起到很重要的作用。

  随着电网技术发展,人们对电能质量的认识也在持续不断的发展,在不同时期对电能质量的要求也不相同。在目前的电能使用中,电力负荷发生了非常大的变化。由于工业公司持续不断的发展和民用电力结构的变化,电力系统出现了非线性用电情况增多、冲击性负荷增多的现象。这使得电力网络系统中的电压和电流经常发生异常的变化和波动,造成了输变电线路的供电不平衡等问题,使电能质量源自文库到干扰和污染。

  会使电动机转速不均匀,并危及电动机安全运作,影响产品质量,引起照明的“闪变”,使人眼疲劳而降低工效。电压波动和闪变还会对数字系统形成干扰,造成误动。

  导致电气设备寿命减少,甚至损坏,网损加大,系统发生谐波谐振的可能性增加,同时可能会导致继电保护和自动装置误动,仪表指示和电度计量不准以及通信受干扰等一系列问题。

  经济社会的发展,使得不同时代对电能质量上的问题的关注点有所区别。一方面随工业的迅猛发展伴随大量变频器、逆变器等非线性负荷设备,引起了日益严峻的电能质量上的问题。这使得电能质量的治理迫在眉睫,相关未来市场发展的潜力广阔。

  随着电力电子技术的发展,电力用户采用了大量时变控制的非线性设备,电能的应用限制范围扩大,电力用户中涌入了大量的冲击、非线性负载及不平衡负荷;新的发电方式与储能方式的推广使用、高压直流输电、新型控制方式,以及使用许多非线性元件对电能质量的要求逐步的提升。以上种种原因产生了电能质量上的问题,并极度影响着生活和工作生产。解决日益严重的电能质量上的问题已成为电力电子技术、电气自动化技术和电力系统领域所面临的重大课题之一,并受到慢慢的变多的关注。

  另一方面随着太阳能发电、风能发电、新能源汽车等新能源的不断接入,电力电子设备的更新换代,以及多元化电能质量需求的发展等,电能质量将面临更多挑战。

  新能源大规模应用,也使电网的非线性、波动性日趋严重。新能源中的风力变流器、光伏逆变器都是通过半导体功率开关器件的开通和关断,把直流或频率变化的电能转化为50赫兹交流电能,在此逆变环节会产生谐波、三相不平衡等电能质量上的问题。另外新能源发电的启停、功率频繁变化都会引起电网电压发生较动;甚至当发生用电故障时,电网电压的暂态过程极易引发新能源发电单元的大规模脱网,放大故障规模、范围。

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