各地發(fā)電單位、供電單位、用電單位對電能質量的提升及治理的重視，為電能質量行業(yè)發(fā)展帶來前所未有的機遇;很多電氣供應商紛紛加入到電能產品的研發(fā)和生產環(huán)節(jié)，為行業(yè)的發(fā)展增添了原動力，在新的時期下，電力企業(yè)及用戶不僅僅只關注發(fā)電及電力傳輸問題，如何提供優(yōu)質的電能也被提上“十二五”重點日程。日前，第七屆電能質量高峰論壇在北京舉辦，行業(yè)專家、電力用戶、供電單位、設計單位以及設備企業(yè)就如何解決電能產生的實際問題、如何提升電能質量技術水平及產品適應性等進行了交流。

什么是電能質量?

經過一次能源轉化后的電力已成為現(xiàn)代工業(yè)、民用能源消耗的主要類型，根據預測，2015年電能占終端能源消費比重將達25%，對于電力終端用戶來說，在利用電能生產的全過程中，將電力能源損失減到最小，最大限度地提高電力使用效力是其重要內容。

提高優(yōu)化電能質量需要首先了解電能質量的概念。電能質量從字面上理解是指電網線路中電能的好壞情況，具體到專業(yè)技術領域，專家對其作出了更詳細的解釋。“由于行業(yè)內部各方的角度不同，對電能質量的定義會有不同的認識。”華北電力大學電氣學院教授肖湘寧介紹說，從電力供應方來講，電能質量是指其所供應的電力技術參數符合(自定義的)行業(yè)標準和運行統(tǒng)計標準(如電壓合格率、可靠性評估等);在電力消耗方看來，引起生產過程中異常的電力現(xiàn)象都是電能質量問題;對于設備制造方而言，電能質量是電氣設備對供電電源提出的所有技術要求。各方的理解性定義雖然不同，但都會遵照電力質量IEEE標準和國家行業(yè)標準，肖湘寧介紹說，這是工程界常用的兩種電能質量定義。IEEE標準定義為，合格的電能是指提供給敏感設備的電力和為其設置的接地系統(tǒng)均適合于該設備正常工作;我國行業(yè)標準定義是，關系到供用電設備正常工作或運行的電壓電流的各種指標偏離規(guī)定范圍的程度。

他說，電能質量的定義近期還有兩個能力的說法。在此定義的框架下，電能質量的含義又變得寬泛了。一是電力系統(tǒng)不干擾或不影響負荷運行的能力——主要設計公共連接點處的電壓質量。二是負荷不干擾或不降低電力系統(tǒng)運行效率的能力——主要但不局限于負荷的電流(波形)質量。綜合這兩點說法，可以理解為電能質量是用于描述某點供電電力與該點鏈接負載設備之間的兼容協(xié)調程度，當兩者缺乏兼容性時，可視為存在電能質量問題。

據了解，理想的電能是完美對稱的正弦波。但在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，電壓瞬降和瞬升、諧波產生的電壓波形畸變、接地系統(tǒng)等因素都會使波形偏離對稱正弦，產生劣質電能。因此，我們需要研究如何消除這些因素的方法，以最大程度地使電能接近正弦波，確保電能優(yōu)質。

須多方協(xié)作治理

過程中斷及生產停滯、設備損壞或老化、電能利用率下降等都是劣質電能帶來的后果，優(yōu)化治理、綜合治理電能質量已是國內行業(yè)研究了近20年的課題。

有數據顯示，電能質量“頭號殺手”——電壓瞬降導致的經濟損失在不同的行業(yè)蒙受的經濟損失少則幾十萬元，多則上千萬元。例如，半導體行業(yè)的每次電壓瞬降損失達10～15萬美元，積體電路生產每次恢復時間30分鐘，損失約100萬美元。

中國工程院院士、清華大學電機工程系教授韓英鐸說，電能質量的諧波、不對稱等老問題和電壓瞬降等新問題如果不認真解決將制約國民經濟的可持續(xù)發(fā)展。

他說，解決電能質量問題是一項系統(tǒng)工程，需要多方技術的配合，這涉及到管理機構及法規(guī)、標準各部門間的協(xié)作;電能質量監(jiān)測、記錄、分析裝置及系統(tǒng);改善電能質量的咨詢、評估、改進設計機構，綜合治理方案的提出;按不同電能質量供電的分配、投切、計價系統(tǒng)及裝置。

電能質量問題的正確解決途徑也是系統(tǒng)性的。他說，解決電能質量問題需要綜合治理結合協(xié)作治理來實現(xiàn)。綜合治理包括供電安全節(jié)能降耗+提升效率+改善電能質量綜合考慮的綜合治理;投資和運行費的綜合考慮;不因節(jié)能引入高污染設備、不因諧波治理而引入高耗能設備的利弊綜合考慮。協(xié)作治理是從可持續(xù)發(fā)展角度出發(fā)的電力供應部門、用戶、設計部門以及設備供應商之間多方面的合作，只有多方協(xié)作才能找到并采取恰當的措施來優(yōu)化解決電能質量問題。

“隨著電力消耗的多樣性需求、電能高效的利用與實現(xiàn)、非線性設備的迅速增加，電能質量問題也日益復雜和嚴重。”肖湘寧說，電能質量問題可以歸納為廣義的能源節(jié)約與浪費問題。就供應一定容量的負荷而言，劣質的電能傳輸需要消耗更大的電力供應，同時，劣質的電能將會引起工業(yè)生產周期的延長、或帶來劣質產品，這相當于一次能源的浪費，此外，劣質電能供應引起的事故經濟損失也是對能源的巨大浪費。他說，改善電能質量是節(jié)能增效的一個重要手段，通過對電能質量的有效管理，保證所提供電力的技術指標和供電連續(xù)性，在完成電力供應滿足電力需求的同時，減少劣質電能對電力生產和電力消耗的不利影響，最終實現(xiàn)優(yōu)質電力帶來的優(yōu)質的經濟生產。

“當然，我們還需要注意的是節(jié)能技術和電能質量控制在一定程度上是互相制約和相輔相成的，要警惕一些節(jié)能措施帶來的電能質量問題。”肖湘寧表示。

質量標準應在電氣各規(guī)程中體現(xiàn)

電能是一種廣泛使用的“產品”，其好壞(質量)必須由各種指標偏離理想值的程度來衡量。中國電力科學研究院教授級高工林海雪說，現(xiàn)代電網負荷結構發(fā)生的質變、電源結構多樣化使電能質量矛盾變得尖銳化、加上電力市場化改革，這些都促進我國電能質量標準化的進程。

“電能質量問題廣泛滲透到所有發(fā)、供、用電系統(tǒng)及設備和裝置中，電能質量標準除指標、測量、評估、治理以及管理等方面外，凡是涉及電氣設計、規(guī)劃、運行、調度、安裝、試驗、產品以及管理的規(guī)程中，均應將相關的電能質量問題包括在其中。”林海雪說，電能質量標準化幾乎涉及所有的電氣標準。

我國開展電能質量標準化大致分為三個階段。1980年～1990年的起步階段，在沒有國標的基礎上，國家完成了供電電壓偏差、公用電網諧波、電壓波動和閃變三項國標的立項制訂;1990年～2000年為發(fā)展階段，繼續(xù)制訂電能質量指標國家標準，并陸續(xù)發(fā)布了三相電壓不平衡、電力系統(tǒng)頻率偏差等國標，同時開始等同或等效采用IEC系列標準;2000年以后，進入快速發(fā)展階段，制訂和發(fā)布了電能質量測量和治理設備的國標，行業(yè)內也涌現(xiàn)了大量電能質量方面的行標和企標，涉及電能質量的方方面面。

“隨著電網的發(fā)展，對電能質量標準化的要求越來越高，這是總的發(fā)展趨勢。”林海雪說，電能質量產業(yè)的崛起和發(fā)展、智能電網和微電網建設、交直流特高壓和超高壓電網發(fā)展、分布式電源的大量接入以及敏感性負荷的不斷增加都是這個趨勢的原動力。