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1、提高电能质量的项目建议书根据集团公司的“十三五”要求：建设一流配电网；网架结构 完善；供电能力富裕；技术装备先进；信息采集全面；配电用电智能； 用户用电可靠率99. 88%；综合电压合格率98. 55%提高到98.8%；综 合线损6. 38%下降到6%；进行解读：主要为加强用户侧的管理，提高 用户用电的满意程度，建立健全用电的质量，提高用电的可靠、高效 的同时，把“用上电，用好电”提上地方电力的工作层面上来，地方 电力管辖范围广，用电线路长，用电半径大，电压压降大，变压器的 峰平谷值变化大，变压器损耗，相间不平衡电压不平衡，加上用电的 设备多样化，造成设备老化快，用电质量差，所以建议进行一些针
2、对 用电质量的改造和治理是必要的。下面我们看一些案例：(1) 城市电网存在问题随着城市发展，生活水平的提高，越来越多节能设备，如节能 灯，变频节能空调等等，得到了广泛应用。变频节能设备在节省电 能的同时，也会因其采用的节能技术而带来一些谐波污染。谐波的 存在对设备中的电容器有较大影响，造成发热增多、鼓包甚至烧毁 的危险，减少各类电器设备的使用寿命，危害居民安全。另外，随着电动汽车技术的发展，以及国网的大力推进，充 电桩将作为必备配套设备，大面积的在小区使用开来，部分地区已 经写入到住宅供电方案中。而充电桩的使用将给小区用电的电能质 量产生很大的影响，会产品很大的谐波和无功电流等，造成小区配电的
3、电能质量、效率和可靠性都大大降低。(2) 农网改造存在问题陕西省是农业大省，对于农业用电的质量也是更加关注。国家电网在2015年中会议中要求进一步加强农网改造升级力度，全年 农网改造升级投资近1600亿。投资重点从解决农村地区“用上电” 的问题，转向解决“用好电”的问题；会议还特别提到，深化电能质量在线监测系统应用，加快“低电压”治理力度和三相不平衡补偿。现在农网存在的主要电能质量问题是:末端电压低、三相不平衡、 功率因数低、谐波污染严重和电压波动、闪变等；造成这些问题的主 要因素是：无功、谐波、三相不平衡等。常见的现象包括电压过低, 农机无法启动等。(3) 其他电能质量问题陕西省也是工业大省
4、，轻工业和重工业齐头并进。在能源化工、 装备制造、信息产业、现代物流等陕西支柱产业中，会用到大量电机 设备，带动生产流水线。电机设备需要从电网吸取大量无功来保证其 运行，无功含量增大将会降低变压器出力，增加线路损耗及发热。 金属、材料等重工业系统中用到的变频器、电弧加热炉、焊机等设备， 还有信息产业中的UPS电源，以及变频空调等，这些带有可控硅 整流器件以及PWM控制的设备都会产生大量谐波，不仅有整数次谐 波，还包括非整数次的间谐波。大量谐波的存在对电力系统内其他设备造成影响甚至损坏。例如 谐波会被电容补偿柜中的无功补偿电容放大，甚至产生谐振，造成电 容过压、过流、发热，从而损坏电容；有的电容
5、补偿柜为了抑制谐波 放大现象，增加了调谐电抗器，然而电抗器的引入增加了体积，提 高了成本，对于谐波也只能简单抑制，不能从根本上消除隐患。谐波的增加会造成变压器铁芯工作磁密增大，铁损增加，线路上的损 耗也会增加，带来经济效益上的损失。更为关键的是，谐波通常不 能被电能计量表记录从而体现在电费中，给电力事业单位带来经济 损失。目前常用的计量表，通常为电流互感器式，采样到的电流信号会 经过硬件或软件滤波后，只保留基波电流信号成分，计量基波功率 （包含基波有功功率和基波无功功率），绝大部分的谐波电流信号都 被滤除。在特定场合，比如电网电压有畸变也有谐波电压分量时， 谐波也可能产生功率，而这部分功率无法
6、被现有表计所计量。有统计 数据显示，某些区域工厂终端表计上显示的消耗电能总和，比电厂 端表计显示的输送的电能总量要少20%以上。这部分少掉的功率中, 有一部分是线路损耗，然而线路损耗很难达到如此高的20%以上， 因此这部分损耗中除了线损外，还有一部分就可能是未被计量的谐 波功率。换个角度分析，从能量传输角度，电厂发出的电能可以简单 分为三部分，一部分是线路损耗了，一部分是谐波的能量，最后最多 的是基波的能量。这三部分中谐波的能量和基波的能量这两部分被用 户使用了，但只有最后基波的能量被计量了，这就给电力事业单位,包括发电和输配电单位，造成直接经济上的损失。谐波还被返回到电网，污染电能质量，间接
7、损失更是无法估量。如果采用了谐波治理措施，例如有源滤波器，有源滤波器的本质是 一种电能形式转换装置，从电网吸收基波能量，转换为谐波能量，和 电网中的谐波能量进行抵消，则上述未被计量的谐波能量从计量上就 会被转化成可被计量的基波能量，从而可以被表计捕捉，体现在电 费中，保障了国家电网的经济利益。与此同时有源滤波器也消除了 谐波，维护了电网平稳运行。二、传统解决方案及不足面对这些电能质量问题，传统的解决方案通常是：1、无功补偿：用电容柜补偿感性无功功率，能解决功率因数低问题， 但只能补偿感性无功，无法补偿容性无功。同时电容投切时容量固定， 不可能完全补偿，存在过补或者欠补现象，补偿精度低。有的电容
8、 柜中增加了电抗，用来抑制投切电容时的冲击电流，同时有少量谐 波抑制能力，但十分有限，且大大增加了体积和成本。2、谐波治理：用无源谐波保护器或者类似无源设备去吸收谐波。这 类无源设备体积小，成本低，技术落后，只能被动吸收少量谐波，治 理能力十分有限。3、三相不平衡：机械式转相开关。这类机械式转相开关需要改变 04kV侧变压器结构，在原有变压器抽头基础上增加抽头以实现有功 转相，使用局限性较大。且机械式的开关响应时间慢，补偿精细程 度低，动作频率很低，因此三相不平衡调节精度也较差。4、末端电压低：用低压线路调节器解决低电压问题。三、新型综合解决方案针对传统解决方案在三相不平衡及谐波污染问题上的治
9、理局限 性，依托先进的电力电子技术和智能数字控制技术，开发了新型有 源电能质量治理设备。电能质量治理设备的核心是模块化综合治理装 置，能够同时输出并治理无功、谐波和三相不平衡治理。模块化 的设计支持后期简易维护和扩容，有利于后期需求变更时能简单改 造快速响应。针提到的传统的解决方案的不足，我们的核心模块能够实现快 速响应，主动治理，精细补偿，无功、谐波、不平衡等多功能并行 处理。不同的场合需要治理的内容不同，可以根据现场需要来选择模 块功能或者设置功能优先级。我们提出的理念是精细化补偿，定制 化补偿，完全满足客户需求。在核心模块基础上，我们针对不同应用场合的各类电能质量治 理设备。通过搭建合适
10、的平台，配合以不同的元器件，能够实现完 全满足客户需求的精细化补偿和定制化补偿，为客户创造最大效益。 社会发展从电气时代进入了信息时代，电气设备的信息化将大大提 高系统可维护性，节省运营和维护的人力成本。我们亚派科技响应 信息时代的需求，引领信息时代发展的潮流，率先推出了云监控平 台功能。每台电能质量设备都可以通过GPRS网络通信接入云监控 平台，定时上传需要的数据，例如电网电压、电流、功率因数、负载 不平衡率、谐波含量等等；也可以远程实时调用，获取即时数据，真 正对电网的电能质量信息做到足不出户，一目了然。我们还提供了丰 富的接口，不仅可以上传自身信息，还可以将变压器温升、噪音、 其他设备采
11、集的数据等一并进行发送；同时我们的云监控平台可以 和国网的集采集抄系统平台进行信息对接。四、产品介绍（1）电气原理核心模块具有以下突出优点：（1）数字化智能控制。采用美国德州仪器TI旗下的高速数字处理 器，计算能力强大，有一定冗余计算能力，可以提供对外信息交互 接口。辅以自主开发的智能控制算法，充分发挥硬件性能，又能灵 活应对各种需求。（2）高功率密度。采用三电平拓扑，减小了体积，提高了输出能力, 实现了模块化。同时三电平拓扑可以提高内部器件工作频率，损耗 小，效率高，而器件承受的应力又可以减少，提高了可靠性和稳定 性。开关器件全部采用进口英飞凌IGBT。（3）性能强大。单模块就可以实现无功补
12、偿、谐波治理和三相不平 衡治理这三种功能；支持多模块并联使用；定制化补偿，精细化补偿。（4）云监控平台支撑。模块都可以通过GPRS设备和云监控平台联 网，实现电能质量大数据传输、存储、监控、运算和评测，并支持 实时数据调用，了解电网动态，大大节省了运行和维护的人力成本。（3）工作原理设备同时具有三相不平衡补偿、电压补偿、无功补偿和谐波治理等功 能，其各种功能原理介绍如下：三相不平衡补偿原理设备通过负载互感器采样负载电流，将采样到的负载电流送到装置 的控制单元，中央控制器通过精确算法计算变压器需要的三相不平 衡电流大小，然后装置进行相间电流转移，最终实现三相电流平衡。设备通过检测补偿点电压值，判
13、断其是否超出设定的电压阈值；当 大于电压上限值时，装置输出感性无功拉低该相电压，当小于电压 下限值时，装置输出容性无功，支撑起该相电压，从而实现电压 偏差的补偿。无功补偿设备实时监测负载电流，通过中央控制器精确计算出需要补偿的无 功属性和无功大小，然后装置输出相反属性和相同大小的无功电流, 从而精确补偿无功电流，提高功率因数。感性无功负丰戈，输出相零的容性电沛: 容性无功负载：输出相等的想性电流谐波治理设备实时监测负载电流，中央控制器通过高级算法精确提取实时的 谐波电流大小，装置进行快速响应，输出和谐波电流大小相等方向 相反的电流，从而抵消负载所产生的谐波电流，消除谐波污染。装ar输出和i皆波负叔人力、才目導右向才目反五、各型产品应用场合及案例
