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随着科学技术的发展,一方面,造成影响电能质量问题的因素不断增多,如大量非线性负荷、大型冲击性用电设备的投入等。另一方面,各种复杂精密、对电能质量敏感的用电设备不断增加,如精密实验仪器、某些新型医疗器械(如CT、核磁共振等)、半导体制造业及某些生产自动控制系统、商业以及通信、计算中心、金融和其它各方面对供电可靠性和电能质量的要求越来越高。而电能质量的谐波畸变、三相不平衡、电压暂降等问题对电网和配电系统造成的直接危害和对工业生产、居民生活造成的损失也越来越大。

许多电能质量调查显示:在所有配电系统事故中,电压暂降占70%～80%;在输电系统事故中,电压暂降所占的比例则超过了96%。电压暂降的原因主要是由于输配供电线路的短路故障造成的。目前在欧美各国对电压暂降的关注程度比其它有关电能质量问题的关注程度要大得多,其中一个重要的因素是在电能质量的诸多原因中,由电压暂降引起的用户投诉占整个电能质量问题的80%以上,而由谐波、闪变、开关操作过电压等引起的电能质量问题投诉不到20%。在我国,随着社会经济的发展,电压暂降和短时断电的问题也逐渐引起供电公司、用户及制造厂商的关注。特别是在一些高科技园区、大型医院、军工单位等。因此,对电压暂降等短时间电能质量扰动进行有效地监测和分析,并根据实际情况采取一定的治理措施不仅必要而且十分迫切。

定制电力(Custom Power)概念在1988年由美国电科院的Palo Alto先生提出,并在全世界得到了迅速的发展,它主要针对配电网的供电可靠性和供电质量两个方面,即将静态控制器用于配电系统(1～35kV),提供用户所需可靠性水平和电能质量水平的电力。而静态控制器则是以大功率电力电子开关器件为基础,采用了微处理器、光纤通信、数字信号处理等新技术的新型电气设备,如静止无功补偿器(SVC)、配电灵活交流输电(DFACTS)装置、固态断路器(SSCB)、固态电源切换开关(SSTS)、动态电压恢复器(DVR)、固态电流限制器(SSCL)、有源滤波器(APF)、统一电能质量调节器(UPQC)和相关的储能技术等。

1 技术发展现状

目前,国内外有关电能质量的研究正掀起高潮,从功率理论的研究、电能质量评价指标体系的讨论,到电能质量监测、各种电能质量问题的分析,以及配电柔性输电技术(DFACTS)和定制电力(Custom Power)等电能质量控制技术的研究及装置的开发正深入进行,特别是针对电压暂降,欧美各国和日本等已经研究得相当广泛和深入。美国电科院PEAC(电力电子技术应用中心)小组上世纪90年代初就致力于电压暂降现象的研究,他们和电力公司合作对电压暂降进行了长期的监测,同时还对诸多用电设备及关键部件对电压暂降的敏感程度进行了实际的测试分析,并开发了用于电压暂降在线监测和统计分析的仿真软件。日本在1992年就已经出版了长达数百页的关于电压暂降的技术报告,对电压暂降的原因、危害、分析方法及治理措施进行了全面的分析和总结。目前,在各种国际性电工会议和学术期刊上,有关电压暂降的研究成果主要包括:电网中电压暂降的监测和统计分析;各种设备对电压暂降的敏感程度、暂降特征分析;不平衡系统的暂降特性、暂降标准的制定;暂降过程的仿真计算、配电系统特性对电压暂降的影响以及电压暂降的治理措施等。在我国，部分经济发达地区电能质量问题的影响已经比较突出。目前,国内对电能质量控制的研究大多局限在谐波问题的范围之内。如何提高和保证配电系统的电能质量，已成为电力系统迫切需要解决的重要课题之一。

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