各地發(fā)電單位、供電單位、用電單位對電能質(zhì)量的提升及治理的重視，為電能質(zhì)量行業(yè)發(fā)展帶來前所未有的機遇;很多電氣供應(yīng)商紛紛加入到電能產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)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(guān)注發(fā)電及電力傳輸問題，如何提供優(yōu)質(zhì)的電能也被提上“十二五”重點日程。日前，第七屆電能質(zhì)量高峰論壇在北京舉辦，行業(yè)專家、電力用戶、供電單位、設(shè)計單位以及設(shè)備企業(yè)就如何解決電能產(chǎn)生的實際問題、如何提升電能質(zhì)量技術(shù)水平及產(chǎn)品適應(yīng)性等進(jìn)行了交流。

什么是電能質(zhì)量?

經(jīng)過一次能源轉(zhuǎn)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(jù)預(yù)測，2015年電能占終端能源消費比重將達(dá)25%，對于電力終端用戶來說，在利用電能生產(chǎn)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(nèi)容。

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

他說，電能質(zhì)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(zhì)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(fù)荷運行的能力——主要設(shè)計公共連接點處的電壓質(zhì)量。二是負(fù)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(fù)荷的電流(波形)質(zhì)量。綜合這兩點說法，可以理解為電能質(zhì)量是用于描述某點供電電力與該點鏈接負(fù)載設(shè)備之間的兼容協(xié)調(diào)程度，當(dāng)兩者缺乏兼容性時，可視為存在電能質(zhì)量問題。

據(jù)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(chǎn)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(chǎn)生劣質(zhì)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(zhì)。

須多方協(xié)作治理

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

有數(shù)據(jù)顯示，電能質(zhì)量“頭號殺手”——電壓瞬降導(dǎo)致的經(jīng)濟損失在不同的行業(yè)蒙受的經(jīng)濟損失少則幾十萬元，多則上千萬元。例如，半導(dǎo)體行業(yè)的每次電壓瞬降損失達(dá)10～15萬美元，積體電路生產(chǎn)每次恢復(fù)時間30分鐘，損失約100萬美元。

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

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

電能質(zhì)量問題的正確解決途徑也是系統(tǒng)性的。他說，解決電能質(zhì)量問題需要綜合治理結(jié)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(zhì)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(shè)備、不因諧波治理而引入高耗能設(shè)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(yīng)部門、用戶、設(shè)計部門以及設(shè)備供應(yīng)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(dāng)?shù)拇胧﹣韮?yōu)化解決電能質(zhì)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(shè)備的迅速增加，電能質(zhì)量問題也日益復(fù)雜和嚴(yán)重。”肖湘寧說，電能質(zhì)量問題可以歸納為廣義的能源節(jié)約與浪費問題。就供應(yīng)一定容量的負(fù)荷而言，劣質(zhì)的電能傳輸需要消耗更大的電力供應(yīng)，同時，劣質(zhì)的電能將會引起工業(yè)生產(chǎn)周期的延長、或帶來劣質(zhì)產(chǎn)品，這相當(dāng)于一次能源的浪費，此外，劣質(zhì)電能供應(yīng)引起的事故經(jīng)濟損失也是對能源的巨大浪費。他說，改善電能質(zhì)量是節(jié)能增效的一個重要手段，通過對電能質(zhì)量的有效管理，保證所提供電力的技術(shù)指標(biāo)和供電連續(xù)性，在完成電力供應(yīng)滿足電力需求的同時，減少劣質(zhì)電能對電力生產(chǎn)和電力消耗的不利影響，最終實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)電力帶來的優(yōu)質(zhì)的經(jīng)濟生產(chǎn)。

“當(dāng)然，我們還需要注意的是節(jié)能技術(shù)和電能質(zhì)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(zhì)量問題。”肖湘寧表示。

質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在電氣各規(guī)程中體現(xiàn)

電能是一種廣泛使用的“產(chǎn)品”，其好壞(質(zhì)量)必須由各種指標(biāo)偏離理想值的程度來衡量。中國電力科學(xué)研究院教授級高工林海雪說，現(xiàn)代電網(wǎng)負(fù)荷結(jié)構(gòu)發(fā)生的質(zhì)變、電源結(jié)構(gòu)多樣化使電能質(zhì)量矛盾變得尖銳化、加上電力市場化改革，這些都促進(jìn)我國電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)程。

“電能質(zhì)量問題廣泛滲透到所有發(fā)、供、用電系統(tǒng)及設(shè)備和裝置中，電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)除指標(biāo)、測量、評估、治理以及管理等方面外，凡是涉及電氣設(shè)計、規(guī)劃、運行、調(diào)度、安裝、試驗、產(chǎn)品以及管理的規(guī)程中，均應(yīng)將相關(guān)的電能質(zhì)量問題包括在其中。”林海雪說，電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化幾乎涉及所有的電氣標(biāo)準(zhǔn)。

我國開展電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化大致分為三個階段。1980年～1990年的起步階段，在沒有國標(biāo)的基礎(chǔ)上，國家完成了供電電壓偏差、公用電網(wǎng)諧波、電壓波動和閃變?nèi)棁鴺?biāo)的立項制訂;1990年～2000年為發(fā)展階段，繼續(xù)制訂電能質(zhì)量指標(biāo)國家標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)，同時開始等同或等效采用IEC系列標(biāo)準(zhǔn);2000年以后，進(jìn)入快速發(fā)展階段，制訂和發(fā)布了電能質(zhì)量測量和治理設(shè)備的國標(biāo)，行業(yè)內(nèi)也涌現(xiàn)了大量電能質(zhì)量方面的行標(biāo)和企標(biāo)，涉及電能質(zhì)量的方方面面。

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