電力系統(tǒng)新技術(shù)

電網(wǎng)新技術(shù)簡(jiǎn)介焦莉2014.11.9

1、緊湊型輸電線路簡(jiǎn)介2、直流輸電（HVDC)技術(shù)簡(jiǎn)介3、柔性輸電（FACTS）技術(shù)簡(jiǎn)介4、諧波問(wèn)題研究

提高線路走廊單位面積的電力輸送容量，大幅度提高線路本身輸送能力，已成為當(dāng)前世界上電力發(fā)展的重要方向之一。超高壓緊湊型輸電通過(guò)減少相間距離和優(yōu)化子導(dǎo)線布置等手段來(lái)降低線路的波阻抗，增大輸電線路的自然功率，同時(shí)輸電線路的走廊寬度、占地面積均有所減少。

1、國(guó)外緊湊型輸電發(fā)展簡(jiǎn)況2、我國(guó)緊湊型輸電發(fā)展簡(jiǎn)況3、我國(guó)緊湊型輸電線路的特點(diǎn)4、結(jié)束語(yǔ)

前蘇聯(lián)從上世紀(jì)70年代就開(kāi)始研究并提出新型緊湊型線路,并提出新的理論根據(jù)。目的是最大限度提高線路的輸送容量，充分發(fā)揮每根導(dǎo)線作用。辦法是增加分裂間距和分裂根數(shù)、壓縮相間距離和優(yōu)化導(dǎo)線布置。

1984年開(kāi)始興建新型緊湊型線路電壓:330kV；線路長(zhǎng)度:145.2km；相導(dǎo)線:4×AC-154/35自然功率：較常規(guī)線路提高67%相導(dǎo)線結(jié)構(gòu)：邊導(dǎo)線為側(cè)梯形，中相導(dǎo)線為長(zhǎng)方形。分裂導(dǎo)線間距：靠近桿塔和檔距中央不等。

前蘇聯(lián)設(shè)計(jì)的500kV緊湊型線路美國(guó)從上個(gè)世紀(jì)70年代就開(kāi)始進(jìn)行緊湊型輸電線路的研究工作，目的主要是為了減小線路走廊路權(quán)征地費(fèi)用，線路走廊寬度主要取決于走廊邊緣工頻電場(chǎng)限值。

對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行了研究相間無(wú)接地構(gòu)架的緊湊型線路

桿塔上部采用絕緣構(gòu)架或支柱的緊湊型線路6相和12相輸電線路研究462kV12相462kV6相317kV12相317kV6相1978年美國(guó)邦維爾電力管理局(BPA)建成500kV單回和雙回緊湊型線路。巴西從1980年開(kāi)始研究緊湊型線路，研究的主要目的是為了大幅度地提高線路輸送能力。

先后研究了4種自立式塔

a常規(guī)自立式,bIVI緊湊自立式,cIII緊湊自立式,dVU緊湊,eVVV緊湊自立式

先后研究了2種拉線式塔

fIII柔索式,gV型柔索式直線和小轉(zhuǎn)角塔采用IVI自立式(b)，主要尺寸如下圖：

1984至1988年，巴西先后建成500kV緊湊型輸電線路1100km。自然功率較常規(guī)線路提高20%；為使無(wú)電干擾和常規(guī)線路相同，導(dǎo)線截面增大50%；工頻電場(chǎng)線下最大4.5kV/m;離中心35m為.3kV/m。

到2000年巴西已建成500kV單回緊湊型輸電線路約2000km

。南非至1999年建成投運(yùn)400kV單回緊湊型輸電線路1250km以上，最長(zhǎng)的一條達(dá)900km。瑞典在1990年準(zhǔn)備用兩條420kV線路代替5條220kV老線路，為此對(duì)多種塔型進(jìn)行研究。主要目的是減小線路走廊、減少線路建設(shè)費(fèi)用和減小線路工頻磁場(chǎng)。

共研究比較了5種塔型，它們的造價(jià)和檔距關(guān)系如下圖。

最后選用T型塔，使工頻磁場(chǎng)減小50%

1、國(guó)外緊湊型輸電發(fā)展簡(jiǎn)況

2、我國(guó)緊湊型輸電發(fā)展簡(jiǎn)況3、我國(guó)緊湊型輸電線路的特點(diǎn)4、結(jié)束語(yǔ)

500kV緊湊型柔索塔

500kV緊湊型拉V塔

我國(guó)緊湊型輸電線路研發(fā)過(guò)程1、仿效前蘇聯(lián)模式倒三角排列(自主創(chuàng)新）最終確定方案中國(guó)：湖北公安220kV緊湊型輸電線路線段長(zhǎng)3.241km90年代初期在湖北公安縣建成；華北220kV緊湊型輸電線長(zhǎng)23.6km

其自然功率較常規(guī)線路提高了60%；華北地區(qū)昌平至房山單回500kV緊湊型工業(yè)試驗(yàn)性線路

最終方案：相導(dǎo)線結(jié)構(gòu)：6分裂，導(dǎo)線為6xLGJ-240/30；分裂間距：37.5cm(外接圓直徑75cm)；相導(dǎo)線布置：等邊倒三角；相間距：6.7m；自然功率：1340MW。500kV緊湊和常規(guī)線路的比較：自然功率：提高34%。線路走廊：減小17.9m。電磁環(huán)境：工頻電場(chǎng)—高于3kV/m場(chǎng)強(qiáng)區(qū)減小33m；

工頻磁場(chǎng)—最大工頻磁場(chǎng)減小一半，大幅度減小高磁場(chǎng)的范圍；無(wú)線電干擾和可聽(tīng)噪聲-和常規(guī)線路相當(dāng)。

500kV緊湊型塔型和相導(dǎo)線布置500kV昌房緊湊型線路

500kV政平—宜興同塔雙回緊湊型線路

500kV同塔雙回緊湊型線路桿塔

500kV政平—宜興同塔雙回緊湊型線路甘肅省電力公司：成縣-天水330kV緊湊型線路

330kV常規(guī)和緊湊塔型對(duì)比a原設(shè)計(jì)塔型b緊湊型塔型天成330kV緊湊型輸電線路與常規(guī)線路比較：相導(dǎo)線:倒三角布置，相間距5.2m，相導(dǎo)線4×LGJ-150/25；自然功率：較常規(guī)線路提高43.7%；線路走廊：較常規(guī)線路減小7.8m；電磁環(huán)境：高于3kV/m場(chǎng)強(qiáng)區(qū)減小48%，最大工頻磁場(chǎng)減小一半，大幅度減小高磁場(chǎng)范圍。

330kV天成緊湊型線路

1、國(guó)外緊湊型輸電發(fā)展簡(jiǎn)況2、我國(guó)緊湊型輸電發(fā)展簡(jiǎn)況

3、我國(guó)緊湊型輸電線路的特點(diǎn)4、結(jié)束語(yǔ)我國(guó)緊湊型輸電線路主要特點(diǎn)：1、大幅度地提高了輸出能力2、大幅度地減小了線路走廊寬度3、大幅度地改善線下及附近工頻電磁環(huán)境4、充分利用導(dǎo)線截面

我國(guó)緊湊型輸電線路主要特點(diǎn)：

采用的緊湊型線路結(jié)構(gòu)：占地面積小，有利于農(nóng)事活動(dòng)；導(dǎo)線采用對(duì)稱布置，有利于制造、施工和維護(hù)；減小相間距，增加了自然功率。

1、國(guó)外緊湊型輸電發(fā)展簡(jiǎn)況2、我國(guó)緊湊型輸電發(fā)展簡(jiǎn)況3、我國(guó)緊湊型輸電線路的特點(diǎn)

4、結(jié)束語(yǔ)1、緊湊型輸電應(yīng)考慮與可控高壓并聯(lián)電抗器同時(shí)采用

2、進(jìn)一步研究、完善、提高緊湊型輸電技術(shù)3、開(kāi)展750kV等高一級(jí)電壓等級(jí)緊湊型輸電技術(shù)的研究工作

1、緊湊型輸電線路簡(jiǎn)介

2、直流輸電（HVDC)技術(shù)簡(jiǎn)介

3、柔性輸電（FACTS）技術(shù)簡(jiǎn)介4、諧波問(wèn)題研究

1、新型輸電方式簡(jiǎn)介

2、直流輸電的類型3、直流輸電的優(yōu)點(diǎn)4、直流輸電系統(tǒng)的構(gòu)成

5、高壓直流輸電的應(yīng)用

各種新型的輸電方式:1、1972年美國(guó)學(xué)者提出了多相輸電的概念2、70年代前蘇聯(lián)學(xué)者提出了緊湊型輸電的概念3、1995年西安交通大學(xué)王錫凡教授提出了分頻輸電的概念

各種新型的輸電方式:4、超導(dǎo)輸電是超導(dǎo)技術(shù)在電力工業(yè)中的一種應(yīng)用。5、無(wú)線輸電方式包括微波輸電、激光輸電和真空管道輸電高壓直流輸電（HVDC）HighVoltageDirectCurrent柔性輸電(FACTS)FlexibleACTransmissionSystem直流輸電的三個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)：1、當(dāng)輸電距離足夠長(zhǎng)時(shí)，直流輸電的經(jīng)濟(jì)性將優(yōu)于交流輸電。2、直流輸電通過(guò)對(duì)換流器的控制可以快速地（時(shí)間為毫秒級(jí)）調(diào)整直流線路上的功率，從而提高交流系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3、直流輸電線路可以聯(lián)接兩個(gè)不同步或頻率不同的交流系統(tǒng)。

1、新型輸電方式簡(jiǎn)介

2、直流輸電的類型

3、直流輸電的優(yōu)點(diǎn)4、直流輸電系統(tǒng)的構(gòu)成

5、高壓直流輸電的應(yīng)用

直流輸電的類型：1、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直流輸電系統(tǒng)2、背靠背直流輸電系統(tǒng)3、多端直流輸電系統(tǒng)單極直流輸電系統(tǒng)單極直流輸電系統(tǒng)雙極直流輸電系統(tǒng)背靠背直流系統(tǒng)多端直流系統(tǒng)

1、新型輸電方式簡(jiǎn)介

2、直流輸電的類型

3、直流輸電的優(yōu)點(diǎn)

4、直流輸電系統(tǒng)的構(gòu)成

5、高壓直流輸電的應(yīng)用

直流輸電的優(yōu)點(diǎn)：1、對(duì)于遠(yuǎn)距離、大容量的輸電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它的投資成本較低。

不同輸電距離時(shí)的投資比較輸送3500MW功率時(shí)的投資比較輸送10500MW功率時(shí)的投資比較直流輸電的優(yōu)點(diǎn)：2、對(duì)于跨海的輸電工程也就是海底電纜輸電來(lái)說(shuō)，有很大的優(yōu)越性。

世界上目前最長(zhǎng)的直流電纜工程瑞典與德國(guó)之間跨越Baltic海電纜長(zhǎng)250kM直流輸電的優(yōu)點(diǎn)：3、直流輸電的損耗較低。

輸送1200MW功率時(shí)的損耗比較直流輸電的優(yōu)點(diǎn)：4、直流輸電可以進(jìn)行非同步聯(lián)網(wǎng)；5、直流輸電具有可以快速控制功率的特點(diǎn)；6、可以限制短路電流；7、直流輸電可以節(jié)約輸電線路走廊。

輸送2000MW功率時(shí)線路走廊和桿塔結(jié)構(gòu)比較

1、新型輸電方式簡(jiǎn)介

2、直流輸電的類型3、直流輸電的優(yōu)點(diǎn)

4、直流輸電系統(tǒng)的構(gòu)成

5、高壓直流輸電的應(yīng)用

直流輸電的構(gòu)成：1、整流換流站2、直流線路3、逆變換流站換流站的主要設(shè)備換流站的布置示意圖組成換流閥的晶閘管換流器換流變壓器無(wú)功補(bǔ)償和濾波器平波電抗器直流濾波器冷卻系統(tǒng)

常規(guī)直流工程換流站可控硅的額定電流高達(dá)3000安，正常運(yùn)行時(shí)，大電流產(chǎn)生高熱量，導(dǎo)致可控硅溫度會(huì)急劇上升，可控硅將被燒壞。閥冷卻系統(tǒng)一般采用水冷方式，由兩個(gè)部分組成，一個(gè)是內(nèi)冷卻系統(tǒng)，一個(gè)是外冷卻系統(tǒng)。內(nèi)系統(tǒng)是一個(gè)密閉的循環(huán)系統(tǒng)，它通過(guò)冷卻介質(zhì)的流動(dòng)帶走可控硅閥由于消耗功率所產(chǎn)生的熱量。從散熱效果、防火、防腐蝕等多方面因素考慮，閥冷卻系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)采用去離子水。因此我們通常把閥冷卻系統(tǒng)稱作閥水冷系統(tǒng)。外冷水系統(tǒng)共有四臺(tái)噴淋泵，用于向3臺(tái)冷卻塔提供噴淋水，其中一臺(tái)作為備用，其他任何一臺(tái)噴淋泵故障，備用噴淋泵自動(dòng)投入運(yùn)行，替代故障噴淋泵。外冷水系統(tǒng)有兩個(gè)鹽池，期中一個(gè)作為備用。外冷水系統(tǒng)補(bǔ)水回路動(dòng)力是由高壓泵來(lái)提供的，系統(tǒng)有兩臺(tái)高壓泵，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，只需要啟動(dòng)一臺(tái)高壓泵。工業(yè)泵位于綜合水泵房，它是用于向外冷水提供水源的。

1、新型輸電方式簡(jiǎn)介

2、直流輸電的類型3、直流輸電的優(yōu)點(diǎn)4、直流輸電系統(tǒng)的構(gòu)成5、高壓直流輸電的應(yīng)用

各電壓等級(jí)直流經(jīng)濟(jì)輸送距離和輸送容量如下：電壓等級(jí)（千伏）額定電流（安培）輸送容量（萬(wàn)千瓦）經(jīng)濟(jì)輸送距離（公里）±10004500900大于2500±80040006001400～2500±66030004001000～1400±5003000300小于1000截至到2000年世界上的直流工程單項(xiàng)架空線路的最高電壓和最大輸送容量為士600kV，3150MW（巴西伊泰普直流工程）。士500kV，輸送容量（3000MW）最大的工程在中國(guó)有三個(gè)。從1987年到2008年我國(guó)己投運(yùn)直流輸電工程

2009-2011年直流輸電工程

1、緊湊型輸電線路簡(jiǎn)介2、直流輸電（HVDC)技術(shù)簡(jiǎn)介

3、柔性輸電（FACTS）技術(shù)簡(jiǎn)介

4、諧波問(wèn)題研究

FACTS的定義：柔性輸電技術(shù)是利用大功率電力電子元器件構(gòu)成的裝置來(lái)控制或調(diào)節(jié)交流電力系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)和／或網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，從而優(yōu)化電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，提高電力系統(tǒng)的輸電能力。

1、產(chǎn)生和應(yīng)用柔性輸電技術(shù)的背景

2、FACTS的分類3、TCSC技術(shù)應(yīng)用情況簡(jiǎn)介4、SVC技術(shù)應(yīng)用情況簡(jiǎn)介5、可控高壓并聯(lián)電抗器簡(jiǎn)介

1、電力負(fù)荷不斷增長(zhǎng)使現(xiàn)有的輸電系統(tǒng)在現(xiàn)有的運(yùn)行控制技術(shù)下已不能滿足長(zhǎng)距離大容量輸送電能的需要。2、大功率電力電子元器件的制造技術(shù)日益發(fā)展，價(jià)格日趨低廉，使得用柔性輸電技術(shù)來(lái)改造已有電力系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)上成為可能。

3、計(jì)算技術(shù)和控制技術(shù)方面的快速發(fā)展和計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，為柔性輸電技術(shù)發(fā)揮其對(duì)電力系統(tǒng)快速、靈活地進(jìn)行調(diào)整、控制的作用提供了有力的支持；4、電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)機(jī)制的市場(chǎng)化使得電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式更加復(fù)雜多變。

電力系統(tǒng)輸送功率的基本方程

FACTS裝置改善電力系統(tǒng)運(yùn)行行為的作用

1、較大范圍的控制潮流使之按制定的路徑流動(dòng)；2、保證輸電線的輸送功率可以接近熱穩(wěn)定極限又不過(guò)負(fù)荷；3、在控制的區(qū)域內(nèi)可以傳輸更多的功率；

FACTS裝置改善電力系統(tǒng)運(yùn)行行為的作用

4、可以限制短路電流防止線路串級(jí)跳閘；5、阻尼會(huì)損壞電力設(shè)備或限制輸電容量的各種電力系統(tǒng)振蕩。

1、產(chǎn)生和應(yīng)用柔性輸電技術(shù)的背景2、FACTS的分類3、TCSC技術(shù)應(yīng)用情況簡(jiǎn)介4、SVC技術(shù)應(yīng)用情況簡(jiǎn)介5、可控高壓并聯(lián)電抗器簡(jiǎn)介

FACTS裝置的分類

串聯(lián)型FACTS裝置

并聯(lián)型FACTS裝置

磁閥式可控電抗器

綜合型FACTS裝置：晶閘管控制的移相器TCPST統(tǒng)一潮流控制器UPFC

1、產(chǎn)生和應(yīng)用柔性輸電技術(shù)的背景

2、FACTS的分類

3、TCSC技術(shù)應(yīng)用情況簡(jiǎn)介4、SVC技術(shù)應(yīng)用情況簡(jiǎn)介5、可控高壓并聯(lián)電抗器簡(jiǎn)介

TCSC基本模塊原理圖

C-(1/L)0，可變?nèi)菪噪娍?；C-(1/L)＝0，諧振狀態(tài)，無(wú)窮大容抗；C-(1/L)0，感性微調(diào)模式。

電力系統(tǒng)輸送功率的基本方程

天廣可控串補(bǔ)工程

碧成可控串補(bǔ)工程

1、產(chǎn)生和應(yīng)用柔性輸電技術(shù)的背景

2、FACTS的分類3、TCSC技術(shù)應(yīng)用情況簡(jiǎn)介

4、SVC技術(shù)應(yīng)用情況簡(jiǎn)介5、可控高壓并聯(lián)電抗器簡(jiǎn)介

SVC原理示意圖

美國(guó)新墨西哥州帕不里克賽維思變電站SVC裝置

美國(guó)Mead-Adelanto2套SVC，1995

巴西500kV,+/-250MVAr

南非SVC:3套在納塔爾

鞍山紅一變100MvarSVC示范工程

1、產(chǎn)生和應(yīng)用柔性輸電技術(shù)的背景

2、FACTS的分類3、TCSC技術(shù)應(yīng)用情況簡(jiǎn)介4、SVC技術(shù)應(yīng)用情況簡(jiǎn)介

5、可控高壓并聯(lián)電抗器簡(jiǎn)介

高壓并聯(lián)電抗器特高壓并聯(lián)電抗器中性點(diǎn)接小電抗的原理圖

可控高壓并聯(lián)電抗器1-高壓繞組，2-控制繞組，3-補(bǔ)償繞組

磁閥式可控電抗器接線圖

晶閘管控制變壓器(TCT)的可控電抗器接線圖

合適的控制策略對(duì)改善電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性極為重要！特高壓的高速接地開(kāi)關(guān)日本的高速接地開(kāi)關(guān)

1、緊湊型輸電線路簡(jiǎn)介2、直流輸電（HVDC)技術(shù)簡(jiǎn)介3、柔性輸電（FACTS）技術(shù)簡(jiǎn)介

4、諧波問(wèn)題研究

1、陜西電網(wǎng)電能質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介2、電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用分析

1、陜西省電網(wǎng)電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)規(guī)劃2、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀3、電能質(zhì)量的SCADA系統(tǒng)4、陜西電網(wǎng)電能質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)

規(guī)劃的原則：1、合理規(guī)劃，節(jié)約投資；2、全面監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的電能質(zhì)量信息；3、以中樞變電站、重要變電站、大負(fù)荷變電站為主進(jìn)行監(jiān)測(cè)，主要是330kV變電站的110kV母線和項(xiàng)大型諧波源供電的110kV變電站。本期系統(tǒng)結(jié)構(gòu)最終的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1、陜西省電網(wǎng)電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)規(guī)劃

2、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀

3、電能質(zhì)量的SCADA系統(tǒng)4、陜西電網(wǎng)電能質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)80年代初期至今，便攜式電能質(zhì)量測(cè)試儀獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，傳統(tǒng)的便攜式電能質(zhì)量測(cè)試儀的硬件實(shí)際上就是一臺(tái)工業(yè)控制機(jī)，主要面向?qū)﹄娏ο到y(tǒng)諧波的測(cè)試。便攜式電能質(zhì)量測(cè)試儀是在設(shè)定一段時(shí)間內(nèi)，每隔一定時(shí)間間隔保存一組數(shù)據(jù)，或者手動(dòng)一次獲取一組數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)一般以文本方式保存；保存的數(shù)據(jù)或者打印后人工分析，或者通過(guò)磁盤拷貝后導(dǎo)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行人工分析，其工作量及過(guò)程比較復(fù)雜繁瑣，且要求分析人員必須相當(dāng)?shù)膶I(yè)知識(shí)。另外，該類設(shè)備由于存在機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)元件（硬盤及風(fēng)扇等）而不能長(zhǎng)期在線運(yùn)行，一般只能測(cè)試一段時(shí)間，這樣很難反映電網(wǎng)各種運(yùn)行方式、或負(fù)荷各種運(yùn)行工況、或負(fù)荷水平大小變化時(shí)電網(wǎng)的實(shí)際諧波水平，即不能反映諧波水平的時(shí)間分布效應(yīng)，更難以發(fā)現(xiàn)諧波影響的累計(jì)效應(yīng)。

例如：無(wú)功補(bǔ)償電容器裝置有時(shí)跳閘、有時(shí)運(yùn)行良好、有時(shí)突然損壞（除其他原因外）等等；缺點(diǎn)之三在于該類設(shè)備一般不對(duì)閃變進(jìn)行測(cè)試，需要另外的閃變儀進(jìn)行專門測(cè)試。

1、陜西省電網(wǎng)電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)規(guī)劃

2、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀

3、電能質(zhì)量的SCADA系統(tǒng)

4、陜西電網(wǎng)電能質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)建立電能質(zhì)量SCADA系統(tǒng)的必要性：電力生產(chǎn)過(guò)程對(duì)電能質(zhì)量不產(chǎn)生影響，電力傳輸供應(yīng)的各個(gè)環(huán)節(jié)也基本不使電能質(zhì)量指標(biāo)的下降，幾乎所有的電能質(zhì)量指標(biāo)下降均由用戶產(chǎn)生。例如：電網(wǎng)負(fù)荷分配的不均勻、非線性負(fù)荷、沖擊負(fù)荷等。電能質(zhì)量指標(biāo)下降對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅，例如諧波引起局部電網(wǎng)諧振、負(fù)序電流及諧波的負(fù)序效應(yīng)引起發(fā)電機(jī)負(fù)序保護(hù)誤動(dòng)，三相不平衡引起地線容性電流過(guò)大等等；同時(shí)，電能質(zhì)量指標(biāo)的下降嚴(yán)重影響電器設(shè)備的可靠運(yùn)行，例如諧波引起電機(jī)類設(shè)備發(fā)熱、震動(dòng)，引起電容器過(guò)負(fù)荷等等。另外，電能質(zhì)量的下降也嚴(yán)重影響一些電力用戶的正常生產(chǎn)及居民的正常生活，例如電壓波動(dòng)引起照明設(shè)備閃變、上海華虹NEC企業(yè)（生產(chǎn)硅晶片）每遇一次超標(biāo)的電壓波動(dòng)其損失在100萬(wàn)美金等等。

電能質(zhì)量指標(biāo)的下降嚴(yán)重影響電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，例如電力事故損失、停產(chǎn)損失、設(shè)備損壞損失、諧波在電網(wǎng)流動(dòng)產(chǎn)生的網(wǎng)損、諧波源負(fù)荷造成電力計(jì)量誤差等等。

電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各主要組成部分的功能要求：1、當(dāng)?shù)乇O(jiān)測(cè)單元當(dāng)?shù)乇O(jiān)控單元應(yīng)具有以下主要檢測(cè)功能：三相各次諧波電壓、電流及其諧波含有率三相電壓、電流總諧波畸變率；三相各次諧波的有功、無(wú)功功率及其方向；總的有功、無(wú)功功率，功率因數(shù)；電網(wǎng)頻率；電壓偏差、合格率統(tǒng)計(jì)；短時(shí)閃變Pst、長(zhǎng)時(shí)間閃變Plt；電壓不平衡度；負(fù)序電壓、負(fù)序電流；其他電量測(cè)試。

2、監(jiān)測(cè)中心監(jiān)測(cè)中心各主要功能模塊由服務(wù)器層與應(yīng)用層組成。應(yīng)具有收、發(fā)控制功能；數(shù)據(jù)處理功能；圖形輸出功能；報(bào)表輸出功能

1、陜西省電網(wǎng)電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)規(guī)劃2、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀3、電能質(zhì)量的SCADA系統(tǒng)

4、陜西電網(wǎng)電能質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)

1、根據(jù)面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思路，結(jié)合參考變電站綜合自動(dòng)化保護(hù)單元的結(jié)構(gòu)模式，采用面向?qū)ο蟮囊粚?duì)一單元化結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2、對(duì)電能質(zhì)量采取全天候?qū)崟r(shí)在線監(jiān)測(cè)由于實(shí)現(xiàn)了峰谷電價(jià)，很多非線性電力用戶在夜間工作，生產(chǎn)過(guò)程在不同的生產(chǎn)周期對(duì)電網(wǎng)的影響也不相同。以往采用的便攜式電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀，僅可做到短時(shí)間的對(duì)局部電網(wǎng)局部時(shí)段的電能質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根本無(wú)法獲取整個(gè)電網(wǎng)電能質(zhì)量變化的真實(shí)水平。

3、采取數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，并進(jìn)一步對(duì)變化趨勢(shì)、數(shù)量水平、時(shí)間分布規(guī)律進(jìn)行分析，從而使我們更充分、全面地了解整個(gè)電網(wǎng)的電能質(zhì)量水平。

4、該系統(tǒng)與電力MIS系統(tǒng)實(shí)施無(wú)縫連接，所有科室均能在電力MIS網(wǎng)上瀏覽分析數(shù)據(jù)，充分做到數(shù)據(jù)共享。

陜西電能質(zhì)量實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)套系統(tǒng)的運(yùn)行，為電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、調(diào)度、運(yùn)行等工作提供大量的極有價(jià)值的參考數(shù)據(jù)。

1、陜西電網(wǎng)電能質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

2、電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用分析

陜西電網(wǎng)電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行至今，情況基本正常，積累了大量電能質(zhì)量的寶貴數(shù)據(jù)。下面就以110KV三橋變?yōu)槔榻B陜西電網(wǎng)電能質(zhì)量實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用情況：

110KV三橋變電站：主變兩臺(tái)，容量分別為：50MVA;

110KVI、II段母線，35KVI、II段母線及10KVI段、II段均并列運(yùn)行;并聯(lián)補(bǔ)償電容器二組，容量分別為：50MVAR，串聯(lián)電抗均為6%。

三橋變電站兩組并聯(lián)補(bǔ)償電容器2001年1月投入運(yùn)行，2001年10月因電容器內(nèi)部故障而跳閘停運(yùn)，返廠進(jìn)行大修；2002年5月投入運(yùn)行，兩組電容器分別于2002年9月和2002年11月又因電容器內(nèi)部故障而跳閘停運(yùn)，返廠進(jìn)行大修；

兩組電容器分別于2002年10月和2003年1月又投入運(yùn)行，并于2003年12月和2003年11月再一次因電容器內(nèi)部故障而跳閘停運(yùn)，該兩組電容器直至2004年4月仍未修好投運(yùn)。

110kV三橋變并聯(lián)補(bǔ)償電容器組故障原因分析：1、電容器的場(chǎng)強(qiáng)較高2、110kV三橋變電站的諧波含量超標(biāo)

2001年的測(cè)試結(jié)果表明：110KV三橋變?cè)诟鞣N運(yùn)行方式下，各個(gè)電壓等級(jí)的諧波含量均未超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。2003年的測(cè)試結(jié)果表明：110KV三橋變兩組并聯(lián)補(bǔ)償電容器投入運(yùn)行，10kV諧波電壓總畸變率嚴(yán)重超標(biāo)，95％概率大值達(dá)到9％左右，大大超過(guò)4％的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，該站主要是3次諧波電壓畸變水平較高，已達(dá)8.5％左右。

2003年11月-12月，110kV三橋變電站的兩組并聯(lián)補(bǔ)償電容器因故障相繼退出運(yùn)行，諧波實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果表明，110kV三橋變的10kV諧波電壓總畸變率仍然嚴(yán)重超標(biāo)，95％概率大值達(dá)到8.4％左右，也大大超過(guò)4％的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，該站仍然主要是3次諧波電壓畸變水平較高，達(dá)到7％左右。

諧波測(cè)量結(jié)果還表明：隨著負(fù)荷性質(zhì)的變化，電網(wǎng)的諧波含量大大提高。綜上所述，可以判定：110kV三橋變10kV母線的諧波電壓總畸變率嚴(yán)重超標(biāo)，諧波電壓含有率較高的主要表現(xiàn)為3次諧波，諧波電流含量較大的主要表現(xiàn)為5次諧波。

并聯(lián)補(bǔ)償電容器對(duì)諧波電流的放大作用：110kV三橋變的兩組并聯(lián)補(bǔ)償電容器的串聯(lián)電抗均按6%進(jìn)行配置，并聯(lián)補(bǔ)償電容器的這種配置雖然可以有效的限制電容器投入時(shí)的合閘涌流，但不能避免由于電容器組的投入引起3次諧波的放大現(xiàn)象。

諧波實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)果也說(shuō)明該變電站無(wú)功補(bǔ)償電容設(shè)備參數(shù)配置不合理，存在3次諧波諧振現(xiàn)象，3次諧波嚴(yán)重放大。

110kV三橋變并聯(lián)補(bǔ)償電容器組的改造方案方案1：110kV三橋變并聯(lián)補(bǔ)償電容器組的串聯(lián)電抗按4.5%配置方案2：110kV三橋變并聯(lián)補(bǔ)償電容器組的串聯(lián)電抗按12%配置方案3：根據(jù)110kV三橋變諧波含量的實(shí)際情況，配置諧波濾波器

綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較方案1、方案2及方案3，并考慮系統(tǒng)運(yùn)行2004年“迎峰度夏”的實(shí)際需要，推薦目前110kV三橋變并聯(lián)補(bǔ)償電容器組的串聯(lián)電抗采用方案1的配置，即按4.5%進(jìn)行配置。

串聯(lián)電抗按4.5%配置后的諧波測(cè)量結(jié)果2004年6月，110kV三橋變電站的兩組并聯(lián)補(bǔ)償電容器將串聯(lián)電抗按4.5%配置修復(fù)投入運(yùn)行后，由諧波實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)知，110kV三橋變的10kV諧波電壓總畸變率雖仍嚴(yán)重超標(biāo)，95％概率大值達(dá)為7.6％左右，該站仍然主要是3次諧波電壓畸變水平較高，達(dá)到7％左右，但3次諧波放大的現(xiàn)象已消除。

結(jié)論

1、當(dāng)電網(wǎng)中的3次諧波電壓含有率嚴(yán)重超標(biāo)時(shí)，并聯(lián)補(bǔ)償電容器組的串聯(lián)電抗不應(yīng)按6%進(jìn)行配置。2、并聯(lián)補(bǔ)償電容器組的串聯(lián)電抗按4.5%配置時(shí)，可以有效地避免對(duì)系統(tǒng)3次諧波的放大作用，因而使三次諧波電壓的含有率大大降低，同時(shí)也降低串抗的造價(jià)及其損耗。

三橋變的諧波電流主要表現(xiàn)為五次諧波水平較高，約為20A，雖然并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償裝置對(duì)5次諧波呈現(xiàn)較低阻抗，但此時(shí)并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償電容器僅需承受9.5A的諧波電流，遠(yuǎn)小于電容器約85A的過(guò)電流能力。

3、并聯(lián)補(bǔ)償電容器組的串聯(lián)電抗按12%配置時(shí)，也可以有效地避免對(duì)系統(tǒng)3次諧波的放大作用，但由于串聯(lián)電抗按12%配置，所以增大了并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償裝置的運(yùn)行損耗，同時(shí)，也提高了并聯(lián)補(bǔ)償電容器的額定電壓，降低了電容器的有效基波容量，并提高了電抗器的造價(jià)。

4、如電網(wǎng)的諧波含量較高，并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償裝置的運(yùn)行條件較差，要徹底解決并聯(lián)補(bǔ)償電容器組長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中的損壞問(wèn)題，應(yīng)按電網(wǎng)諧波含量的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)制造諧波濾波器，該裝置在基波狀態(tài)下，提供系統(tǒng)所需的無(wú)功功率，起到無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔?；在諧波狀態(tài)下，濾除諧波，起濾波器的作用。

勉縣變諧波治理方案簡(jiǎn)介

結(jié)論：220kV勉縣變10kV側(cè)電容器頻繁損害的主要原因是：系統(tǒng)中非線性負(fù)荷產(chǎn)生的諧波從110kV側(cè)注入勉縣變，引起10kV側(cè)電容器損壞。

考慮：原220kV勉縣變無(wú)功補(bǔ)償；新330kV勉縣變無(wú)功補(bǔ)償；系統(tǒng)接線情況；110kV負(fù)荷轉(zhuǎn)移后引起的諧波變化情況。

應(yīng)注意的問(wèn)題是：諧波源是110kV非線性負(fù)荷引起；濾波器必須既能抑制變壓器低壓側(cè)的諧波，同時(shí)又不會(huì)引起相鄰變電站無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的諧振。

利用便攜式諧波測(cè)試儀測(cè)得220kV勉縣變主變各側(cè)的諧波水平陜西電網(wǎng)電能質(zhì)量實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)得220kV勉縣變的諧波水平

分析研究結(jié)果表明：220kV勉縣變諧波源主要集中在110kV母線，但是問(wèn)題卻出現(xiàn)在10kV母線。因此解決問(wèn)題的目標(biāo)應(yīng)該為在10kV母線設(shè)置兼有濾波作用的無(wú)功裝置，控制目標(biāo)選擇降低110kV母線諧波電壓總畸變水平。

220kV勉縣變諧波特征分析

220kV勉縣變10kV母線諧振特性220kV勉縣變110kV母線諧振特性

1、諧波諧振特性研究結(jié)果表明：