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目前,电力系统的改变,特别是分布式电源高密度接入电网,对电能质量技术产生了新需求。这些需求表现在负荷侧同时也是电源侧,电网结构复杂性和分布式电源的不确定性,使供配电系统的电能质量问题恶化,其中有功不平衡引起的电压稳定、低频振荡、损耗增大问题尤为严重。
据了解,产生电能质量问题的原因主要有两方面。一方面,随着区域电网互联的发展和负荷用电密度的增加,用电装置以及输配电设备占用的无功功率总量越来越大,输配电网中的功率因数越来越不稳定,功率因数普遍偏低,输电线路的设计容量和系统的运行稳定性的问题就日益突出。
另一方面,电网中的谐波污染状况日益严重,导致电网线损和变损增加,频繁出现电气控制故障和电气设备事故甚至火灾,对安全生产造成严重威胁,对各类用电设备和加工、检测设备性能造成严重影响,并对加工产品的品质造成不良影响。
解决上述问题关键技术是储能技术和有功、无功补偿技术。有功控制技术是电能质量控制的关键技术,储能发电是实现有功控制的主要手段。在分布式电源接入电网和负荷终端对有功控制的需求、储能技术进步使其成本下降和强大的政策支持三大驱动力下,有功控制技术将成为电能质量产业最重要的支撑技术。
三、电力系统日益电力电子化,也为电能质量领域带来了新的挑战
近年来,为了适应电力和能源不断发展、降低用电成本,工商业电力用户也在悄然发生着变化。随着电力用户规模变大,供电量和供电电压等级也随之变大。
大用户在用户侧将更加积极利用余热余压及太阳能、风能、水能等可再生能源等建设分布式电源以提高电力自供率。此外,大用户将更加重视负荷控制和储能电源建设,以通过调峰减小最大需量电费和峰时电价电费。这些方面,都需要电网企业、电力用户将努力提高电能质量和供电的安全性、可靠性和稳定性。
从目前来看,我国电能质量治理的推动主要由供电部门发起,全国各地的供电系统成为电能质量治理的积极推动者。而企业方面,由于对电能质量认识的不足以及对成本因素的考虑,对电能质量治理表现出的热情不高,这使得中国电能质量市场的推动力略显不足。
正是基于以上新的挑战,电能质量正在引起广泛关注。欧美电能质量问题每年造成巨大的损失,由于电压暂降等,导致欧美每年各损失1200亿美元以上。我国电能质量问题造成损失也在逐年增大,传统工业领域电能质量问题仍突出。冲击性非线性负荷多,电弧炉、变频器、冲击负荷等,电力电子设备的大量应用导致电能质量问题严重。
四、企业应向综合控制发展
新能源、分布式发电恶化电能质量,微电网电能质量问题等。因此,迫切需要厂家生产出响应速度快,有效抑制电压波动与闪变,适应能力强-各种场合与负荷配合不发生谐波放大的产品。电压偏低与偏高时均具备强的无功补偿能力,运行可靠稳定,在系统冲击、电压暂降或升时均能运行;能同时治理谐波与不平衡等多种电能质量问题,运行节能。
但是,由于税收优惠、政府补贴、投资融资以及优惠贷款等政策缺位的原因,研发资金缺乏,技术和设备更新缓慢,约80%以上的电能质量企业创新能力严重不足。同时,由于缺乏行业统筹,存在产品同质化、恶性价格竞争等问题。电能质量技术与产业发展瓶颈的突破口是推进行业转型升级,即向系统化、个性化、精细化方向升级。
企业应由单一的电能质量治理向电能质量治理、节电控制、提高供电可靠性、电网重构、故障诊断与预测、分布式电源并网控制等综合控制发展。
由拥有设备制造技术能力向同时拥有软件开发能力和系统集成技术能力发展。此外,还需培养供配用电系统分析专家。系统集成的支撑技术是软件技术,没有设计仿真软件就没有现代工程。
随着经济社会的快速转型发展,可以预计未来几年,我国电能质量治理产品市场将保持高速增长,呈现出广阔的市场发展空间。
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