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如何應(yīng)對電能質(zhì)量需求變化的挑戰(zhàn)
對于不同時代關(guān)注的電能質(zhì)量問題，國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院電工新材料及微電子研究所所長于坤山有過精辟的總結(jié)：第一代電網(wǎng)，關(guān)注是否有電，即“電壓的有無”；第二代電網(wǎng)，關(guān)注電壓合格率、波形質(zhì)量（諧波）、電壓波動與閃變、三相對稱性、頻率穩(wěn)定性、以及動態(tài)電能質(zhì)量指標等；第三代電網(wǎng)，關(guān)注用戶對電能質(zhì)量的多元化需求，“定制電力”將逐漸清晰并成為現(xiàn)實。
電能質(zhì)量提升面臨哪些問題和需求？于坤山認為主要集中在：電源遠離負荷中心的長距離輸電，解決受端弱系統(tǒng)的無功、電壓問題，提高輸電系統(tǒng)的經(jīng)濟性，間歇式可再生能源發(fā)電并網(wǎng)問題，提高系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。
我國風(fēng)資源豐富地區(qū)大多遠離負荷中心，電網(wǎng)規(guī)模相對較小，調(diào)峰能力低，大規(guī)模風(fēng)電就地利用困難，需要在更大范圍消納。而大規(guī)模間歇式電源具有隨機功率波動特性，這種隨機波動性與負荷的波動性疊加，更加大了電網(wǎng)調(diào)峰壓力，運行控制困難；間歇式電源尚不具備常規(guī)電源對電力系統(tǒng)的支撐能力，大規(guī)模接入對電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行帶來挑戰(zhàn)。
為適應(yīng)我國能源分布不均衡、經(jīng)濟發(fā)展存在地區(qū)性差異的國情，大電網(wǎng)互聯(lián)、遠距離輸電是我國電網(wǎng)發(fā)展的典型特征。這也決定了在加強電網(wǎng)建設(shè)的同時還需要采用諸如靈活交流輸電、直流輸電、柔性直流輸電等先進電力電子技術(shù)和各類系統(tǒng)控制技術(shù)，以解決提高輸送能力和電網(wǎng)穩(wěn)定控制的技術(shù)難題。
先進電力電子技術(shù)將極大推動電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新。想要提高現(xiàn)有電網(wǎng)輸送能力和實現(xiàn)電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行，就需要精心規(guī)劃并靈活使用靈活交流輸電、直流輸電和柔性直流輸電等先進技術(shù)，積極推動以新材料和新型電力電子器件技術(shù)發(fā)展而帶動的新一輪電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新�；陔妷涸磽Q流器的柔性直流輸電技術(shù)是現(xiàn)階段電網(wǎng)新技術(shù)關(guān)注的熱點，以此為核心努力實現(xiàn)直流斷路器、直流變換器及其直流電網(wǎng)控制保護技術(shù)突破，逐漸構(gòu)建直流電網(wǎng)技術(shù)體系并進行示范應(yīng)用。
通過這些技術(shù)，預(yù)期可以實現(xiàn)一些目標，如提高電網(wǎng)靈活運行與控制的能力；解決輸配電網(wǎng)輸電功率瓶頸問題；解決可再生能源并網(wǎng)、分布式發(fā)電并網(wǎng)、孤島供電、城市電網(wǎng)供電等難題。
為應(yīng)對經(jīng)濟社會發(fā)展給電能質(zhì)量帶來的挑戰(zhàn)，于坤山以及記者采訪的多位專家
“隨著經(jīng)濟社會發(fā)展（包括電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展），人們對電能質(zhì)量的認識也在不斷發(fā)展，在不同時期對電能質(zhì)量的要求也不相同。”李濤永說，在目前的電能使用中，電力負荷發(fā)生了非常大的變化。由于工業(yè)企業(yè)不斷發(fā)展和民用電力結(jié)構(gòu)的變化，電力系統(tǒng)出現(xiàn)了非線性用電情況增多、沖擊性負荷增多的現(xiàn)象。這使得電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的電壓和電流經(jīng)常發(fā)生異常的變化和波動，造成了輸變電線路的供電不平衡等問題，使電能質(zhì)量受到干擾和污染。
新能源大規(guī)模應(yīng)用，也使電網(wǎng)的非線性、波動性日趨嚴重。新能源中的風(fēng)力變流器、光伏逆變器都是通過半導(dǎo)體功率開關(guān)器件的開通和關(guān)斷，把直流或頻率變化的電能轉(zhuǎn)化為50赫茲交流電能，在此逆變環(huán)節(jié)會產(chǎn)生諧波、三相不平衡等電能質(zhì)量問題。另外新能源發(fā)電的啟停、功率頻繁變化都會引起電網(wǎng)電壓發(fā)生較大波動；甚至當發(fā)生用電故障時，電網(wǎng)電壓的暫態(tài)過程極易引發(fā)新能源發(fā)電單元的大規(guī)模脫網(wǎng)，放大故障規(guī)模、范圍。
為滿足隨經(jīng)濟社會發(fā)展而變化的電能質(zhì)量需求，還應(yīng)該重視用電電能質(zhì)量。李濤永認為，在客戶側(cè)，應(yīng)從用電系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)方面進行引導(dǎo)和服務(wù)，從設(shè)備級進行質(zhì)量監(jiān)測和優(yōu)化治理，引導(dǎo)用戶根據(jù)自身用電設(shè)備特性和用電協(xié)議，配置必需的無功補償設(shè)備、諧波治理設(shè)備。
例如對于工業(yè)客戶，要求在客戶側(cè)配置一定數(shù)量的容性無功補償裝置、保持一定水平的功率因數(shù)、避免電壓質(zhì)量惡化；對于發(fā)射電流諧波含量較高的電力客戶，可采用增加無源濾波器、有源電力濾波器（APF）、靜止無功補償裝置（SVC）等無源或有源諧波治理手段來提高電能質(zhì)量。中國電力科學(xué)研究院廣泛開展了面向客戶的能效提升、電能質(zhì)量診斷、分布式光伏接入等服務(wù)咨詢工作，除此之外還及時做好了變頻器、逆變器等非線性負荷設(shè)備入網(wǎng)前的質(zhì)量檢驗工作。
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