封燕芳

（浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州，310018）

暫態(tài)電能質(zhì)量檢測方式及控制策略的分析

封燕芳

（浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州，310018）

隨著各種電子產(chǎn)品的普及，擴(kuò)大了電力的需求，也提高了對電能質(zhì)量的要求。為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，功率非線性負(fù)荷日益增多，電能質(zhì)量問題成為影響人們生活水平和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。暫態(tài)電能質(zhì)量因其敏感性等巨大的危害，在社會上引起廣泛關(guān)注。本文就當(dāng)下暫態(tài)電能質(zhì)量的現(xiàn)狀等進(jìn)行研究，從電能變換的檢測方法或控制策略方面提出相關(guān)的建議。

暫態(tài)電能；質(zhì)量檢測；電能轉(zhuǎn)換；控制方法

隨著市場經(jīng)濟(jì)的不斷推進(jìn)，現(xiàn)代電能的超負(fù)荷利用使得一系列電能問題愈加嚴(yán)重。可以說暫態(tài)電能的質(zhì)量問題已經(jīng)成為了社會廣泛關(guān)注的問題之一。

隨著科技的不斷發(fā)展，電子產(chǎn)品的使用更新?lián)Q代快，使得電能供應(yīng)系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大。人們追求高質(zhì)量的生活，便對電能的質(zhì)量提出了更高的要求。為了促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，本文就當(dāng)下暫態(tài)電能的質(zhì)量現(xiàn)狀及問題進(jìn)行分析研究，提出相關(guān)的解決方法。

1 暫態(tài)電能質(zhì)量檢測及控制的現(xiàn)狀

隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電力市場發(fā)展愈加完善，電能質(zhì)量的要求也越來越高。但也正因?yàn)殡娏?yīng)量的穩(wěn)定的增加，造成電力系統(tǒng)的超負(fù)荷使用，暫態(tài)電能問題便成為常態(tài)化問題，電能質(zhì)量問題日益突出。

暫態(tài)電能問題主要指電量的短時(shí)間集聚，使得電壓超過負(fù)荷要求，也可能系統(tǒng)在運(yùn)作時(shí)出現(xiàn)了故障的現(xiàn)象。主要的特征指標(biāo)是擾動電壓的幅值和持續(xù)時(shí)間。暫態(tài)電能問題包括電壓暫降和中斷等，因?yàn)殡妷簡栴}的發(fā)生，多是不確定的，頻繁性和隨機(jī)性大，結(jié)合其對敏感設(shè)備的嚴(yán)重危害性，使得其成為電力企業(yè)提高電能質(zhì)量的關(guān)鍵。

暫態(tài)質(zhì)量問題影響的范圍廣，對電網(wǎng)的運(yùn)行，敏感電子設(shè)備的使用都有顯著的影響，容易造成國家經(jīng)濟(jì)的不利發(fā)展。而且電力產(chǎn)業(yè)與各行業(yè)密切相關(guān)，電能質(zhì)量便成為各行業(yè)逐漸加強(qiáng)要求的關(guān)鍵。隨著各項(xiàng)措施的支持，國家的供電越發(fā)穩(wěn)定。但在不斷的變革，便使得矛盾突出的愈加明顯。

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，暫態(tài)電能的質(zhì)量問題已經(jīng)成為一個(gè)影響居民用電質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的嚴(yán)重問題。在發(fā)展過程中，電能質(zhì)量的認(rèn)識在人們心目中的看法也被發(fā)展到新的水平，人們開始花費(fèi)注意力在如何解決這樣的問題上。這一方面的問題在國際上也廣受關(guān)注，發(fā)達(dá)國家等已經(jīng)采取了相關(guān)有用的措施，進(jìn)行預(yù)測的措施也取得了一定的成效，但我國在這方面的工作仍然有許多需要改進(jìn)的地方。

目前國家也采取一定措施進(jìn)行解決，但是對預(yù)測和抑制方面的工作還有繼續(xù)改進(jìn)的空間。進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的監(jiān)測和分析是改善電能質(zhì)量的前提和依據(jù)。我國傳統(tǒng)的方法是進(jìn)行行對穩(wěn)定的電能質(zhì)量檢測方法，但是無法適應(yīng)暫態(tài)質(zhì)量問題中出現(xiàn)的實(shí)效性問題，采取合理先進(jìn)的方式，進(jìn)一步改善電能質(zhì)量問題，是當(dāng)下亟待解決的問題。

2 暫態(tài)電能質(zhì)量檢測及控制的問題

暫態(tài)電能問題對實(shí)效性等要求較大，設(shè)計(jì)到擾動電壓的幅值、電壓變化的時(shí)間段，以及在過程中可能發(fā)生的相位跳變角。因?yàn)閷ο嚓P(guān)的計(jì)算要求較高，檢測、預(yù)測以及相關(guān)的控制方法都存在一定的問題。

國家在電能質(zhì)量檢測方面有一定的技術(shù)支持，只是傳統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)質(zhì)量檢測的方法已經(jīng)無法適應(yīng)暫態(tài)電能問題出現(xiàn)的需要。暫態(tài)電能質(zhì)量的檢測和控制是在完成的階段?，F(xiàn)今各行各業(yè)都在引進(jìn)高科技產(chǎn)品來幫助企業(yè)的生產(chǎn)，也使得企業(yè)的電能供應(yīng)能使得對電能敏感的高科技產(chǎn)品的使用。但是由于國家在這方面的技術(shù)存在短處，對暫態(tài)電能質(zhì)量問題出現(xiàn)的關(guān)鍵點(diǎn)不太明確，及時(shí)知道了出現(xiàn)的問題，也沒有配套的措施進(jìn)行解決。

國家發(fā)展的狀況一直是理論嚴(yán)重超前于實(shí)際，即使有關(guān)部門了解到事情嚴(yán)重性，也對問題的研究提供了相關(guān)的支持，但是在實(shí)踐的過程中，仍然會面臨許多理論脫離于實(shí)際的狀況。所以電能質(zhì)量檢測從穩(wěn)態(tài)迅速延伸到暫態(tài)擾動的實(shí)時(shí)監(jiān)測，是技術(shù)發(fā)展的需要，也是國家亟待解決的難題。

3 暫態(tài)電能質(zhì)量檢測及控制的方法

暫態(tài)電能的問題，以其巨大的危害性和對社會發(fā)展的重要意義，受到社會的廣泛關(guān)注。上述文章中提出了相關(guān)的問題，筆者針對問題進(jìn)行分析，并結(jié)合相關(guān)的資料進(jìn)行研究，得出如下幾方面有利的方法建議。

3.1 電能變換的檢測方法

電能質(zhì)量檢測在數(shù)據(jù)收集和壓縮方面存在問題，應(yīng)該加強(qiáng)對數(shù)據(jù)收集壓縮的理論和方法，構(gòu)建出電能質(zhì)量的事實(shí)檢測平臺。利用高科技的發(fā)展，借助軟件進(jìn)行檢測和分析，對完善現(xiàn)代發(fā)展背景下的電力系統(tǒng)中的電能質(zhì)量檢測，具有重要的意義。

電能質(zhì)量的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及在智能電網(wǎng)背景下的電能質(zhì)量檢測新要求和發(fā)展前景，對快速準(zhǔn)確地對暫態(tài)擾動信號濾波消噪至關(guān)重要。暫態(tài)電能質(zhì)量下，電力系統(tǒng)的電能傳輸就不僅僅是單純能量傳輸了，而且還是一種信息的傳播。因?yàn)閭鬏斶^程中要依據(jù)的大量參數(shù)都是信息體現(xiàn)。

暫態(tài)信號的奇異點(diǎn)和不規(guī)則突變現(xiàn)象，是電氣參數(shù)的重要組成部分。所以在檢測過程中，要注意對奇異點(diǎn)的檢測。暫態(tài)電能質(zhì)量主要的特征指標(biāo)是擾動電壓的幅值和持續(xù)時(shí)間，所以其暫態(tài)信號具有不確定、不平穩(wěn)、瞬間性等特性，因此要求檢測的方法具有很好的實(shí)時(shí)性和動態(tài)響應(yīng)特性。所以對故障進(jìn)行定位，采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)和控制措施，并不是一件簡單的事。

當(dāng)下采用的先進(jìn)檢測技術(shù)主要有包括小波與小波包變換，人工智能技術(shù)，基于瞬時(shí)無功理論的時(shí)頻變換法進(jìn)行了研究與分析。也有最常用，算法最簡單的dg變換法檢測。方法多樣，但每個(gè)方法有其使用的范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，如何選擇方法也是解決檢測問題的關(guān)鍵。

3.2 電能變換的控制策略

進(jìn)行檢測是解決暫態(tài)電能質(zhì)量問題的前提和關(guān)鍵，但是好的控制措施也是必不可少的。與其相適應(yīng)的柔性配電技術(shù)（簡稱D．FACTS)也有著重要的作用。供電量保持穩(wěn)定，供電質(zhì)量的問題便會愈加突出，D—FACTS技術(shù)主要用來提高供電質(zhì)量，意義重大。

D—FACTS技術(shù)包括減小諧波和畸變、電壓波動與閃變、電壓暫降與電壓中斷、消除三相不平衡等常見的暫態(tài)電能質(zhì)量出現(xiàn)的問題，能使電壓的幅值和波形符合要求、提高功率因數(shù)等。目前應(yīng)用的最廣泛、最成熟的一種控制技術(shù)。在控制過程中通過一定的計(jì)算公式形成控制量，進(jìn)而對被控的對象實(shí)行控制。該控制技術(shù)簡單，參數(shù)易于整定，設(shè)計(jì)過程不過分依賴系統(tǒng)參數(shù)，所以得到廣泛的應(yīng)用。

還有PWM跟蹤控制技術(shù)。這種控制方法也叫跟蹤控制法，因?yàn)檫@種技術(shù)不是像普遍存在的，它對平時(shí)的電流和電壓波的控制形式進(jìn)行了一定的調(diào)整，它將平時(shí)的載波看成信號波，對載波進(jìn)行了一定的調(diào)控。對于輸出的電流或者電壓，可以根據(jù)自己希望達(dá)到的要求進(jìn)行一定的調(diào)控，作為指令信號輸出，而實(shí)際輸出的電流其實(shí)可以看成是反饋系統(tǒng)。

下轉(zhuǎn)P62頁