電網諧波監督防范思考

時間:2022-09-24 04:24:00

導語:電網諧波監督防范思考一文來源于網友上傳,不代表本站觀點,若需要原創文章可咨詢客服老師,歡迎參考。

電網諧波監督防范思考

電能作為當今社會應用最為廣泛、便利與潔凈的能源,在現代工業生產與居民生活中占據著無可替代的地位。隨著國家宏觀調控政策作用的逐步顯現,全局性電力供需矛盾已經日益得到緩解,用戶對電力供應的關注目光將逐步由可靠性需求更多的轉向電能質量需求。特別是隨著傳統負荷結構日益變化,新型電力電子設備及其他非線性負荷設備在電網中大量應用,電能質量問題已越來越得到電力部門和電力用戶的共同關注,對電網側而言,如何建立一套嚴密有效的諧波監督防范體系成為供電部門共同關注的重要課題。

保證公用電網電能質量是供電企業無法回避的責任,新型負荷高速增長對電網電能質量管理提出更高的要求。《電力法》第四章第二十八條規定:供電企業應當保證供給用戶的供電質量符合國家標準。對公用供電設施引起的供電質量問題,應當及時處理。用戶對供電質量有特殊要求的,供電企業應當根據其必要性和電網的可能,提供相應的電力。近年來,隨著地方經濟的蓬勃發展與招商引資成果的不斷擴大,地區電網中鋼鐵冶煉、化工電解、大功率變頻調速及交直流電焊設備、港口機械等負荷高速增長,與此同時,一些高新技術企業設備中對電能質量十分敏感的用電負荷也日益增多,對當前電力部門的電能質量監控與管理提出了更新更高的要求,如果不對此予以高度重視并采取有力措施,供電部門今后承擔的法律責任與風險將會加大。搞好諧波監督管理,對保證電網和用戶設備的安全、可靠、經濟運行,實現優質服務以提升供電企業的形象,具有十分迫切的現實意義。

保證和提高電網電能質量是供用電雙方的責任。惡劣與超標的電能質量將給電網設備及用電設備帶來不容忽視的危害,直接影響到電網的安全穩定及用戶設備的正常運行。正本清源,公用電網諧波污染的來源,除不同電壓等級之間的諧波滲透與傳遞外,可歸結為輸配電設備及大量用電設備的非線性特性。而其中主要為各類非線性用電設備的諧波電流注入電網所致。因此保證和提高電網電能質量應當是供用電雙方的責任。但就目前而言,供電公司無疑承擔著電網供電質量的主要管理責任,供電企業的諧波管理首先應當在摸清地區電網諧波污染現狀的基礎上,積極開展諧波技術監督與全過程專業管理,此外必須抓住源頭,在供用電合同中針對諧波污染源用戶完善有關補充條款、明確相關責任,是供電企業在諧波監督中獲取主動權的有力手段。

圍繞諧波源實施管理,確保電網優質供電。諧波作為電能質量的一項重要指標,長期以來一直得到南通供電公司的重視,歷年來通過不斷完善修訂與深入貫徹諧波管理制度、強化落實管理職責與實施流程管理,地區電網諧波管理已逐步走向規范化。通過對南通地區非線性用戶建立臺賬與分類統計,電網主要諧波源集中在煉鋼、化工、電子、機械等行業(見附表)。其中南通地區近年來新增的非線性用戶主要是以冶煉與整流負荷為主,此外開發區還陸續新增自動化程度高、工藝要求嚴格的新型精密負荷用戶,其負荷敏感特性對電網電能質量有著更高的要求。公司針對大型諧波源負荷,嚴格督促用戶側落實諧波治理措施,依靠實時監控手段,監督防范其向電網注入超標諧波;對于新型精密敏感負荷,公司在供電方式及技術措施上予以保障,確保向各類用電用戶提供符合國家標準規定的合格電能產品,此外對于在暫態電能質量方面有特殊要求的用戶,公司還針對用戶設備具體技術要求,積極提供技術方案供用戶選擇。

建立完善諧波監督防范體系是實現電網諧波規范化管理的保證。嚴格以公司諧波管理辦法為綱,有效開展地區電網諧波技術監督。南通供電公司1998年成立了公司諧波技術監督管理網絡,起草制定了諧波專業管理制度,規范與明確了部門管理職責與分工。公司對諧波源的管理堅持貫徹預防與治理相結合、重在預防的方針,堅持誰污染誰治理的原則。首先,公司嚴格審查管理新建諧波源,從流程上把好諧波源用戶業擴增容環節;其次,對測試出諧波超標的老用戶由營銷部門主動溝通,簽訂諧波治理協議,積極實施整改。通過對各類非線性用電設備注入電網的諧波進行限制管理,使電網各級諧波電壓控制在國家標準允許的范圍。

理順公司內部流程,抓住諧波管理的關鍵環節。根據公司業擴流程規定,諧波源用戶申請新建或擴建項目時,要求提供與諧波注入量有關的設備技術資料,并委托進行諧波影響評估。在確定諧波源用戶的供電方案時,要求用戶提供其用電設備對公用電網電能質量影響的分析評估報告,對諧波注入量超標的新設備投運時,應同步投入諧波治理措施,能否投運以實測諧波數據為準。由于諧波管理是一項“兩頭在外”綜合性工作,除了按照《南通供電公司諧波管理實施細則》所明確的各部門分工負責外,生技部門牢牢抓住諧波源用戶業擴初步設計與濾波工程實測驗收這兩個重要環節,實現諧波監督全過程管理,有效把好諧波源入網關。

建立諧波在線監測管理平臺,實現諧波管理實時化與網絡化。電網諧波畸變率是電網電能質量的指標之一,為開展電網監測診斷分析,動態跟蹤掌握地區電網PCC點諧波變化,為制定諧波治理措施提供依據,公司先后選擇閘東變電所等重點諧波源用戶接入點建立了20多個諧波在線監測點,初步建成地區電網諧波在線監測網絡,實現了對部分重點諧波源用戶的實時監控,動態統計電網母線諧波電壓指標及重點用戶供電線路注入電網的諧波電流含量,為諧波專業管理部門提供詳細的電能質量實時數據。系統自動生成各類諧波分析統計報表,實現了電壓偏差、諧波畸變率、三相不平衡等各類電能質量報表和圖形曲線的在線分析。系統通過WEB瀏覽向公司生產、調度、運行、營銷、設計等部門提供電網電能質量實時信息,成為公司專業技術管理的數據共享平臺。

規范電網諧波分析評估,抓好電容器設計運行管理。電網在一定的諧波背景下,電容器容抗、電抗器感抗及系統電抗可能在特定諧振條件下造成諧波放大,影響電網設備的正常可靠運行。為規范電容器電抗率的選擇計算,公司組織編寫了電容器補充設計導則,并定期將地區電網諧波普測結果提供給設計部門,要求在電網項目工程對無功補償方案設計時考慮背景諧波的影響,采取措施抑制諧波放大。同時組織抓好電容器運行管理及故障分析,重點預防諧波超標引起的電容器損壞。對于運行中的組架式電容器組,一旦出現單組熔絲熔爆及單組電容器損壞,在三相減容后的電容量必須重新核算,防止諧振頻率逼近諧振點造成諧波放大。

有效落實諧波治理是改善電網諧波污染水平的決定性因素,堅持用戶投產時濾波裝置同步投運的原則。公司嚴格執行諧波管理實施細則,通過在規劃、設計、營銷、運行等環節統一把關,著重抓好諧波源用戶工程的初設審查與投運后的實測驗收,實現了諧波源接入系統的閉環管理。在諧波源用戶投運的同時,堅持消諧濾波裝置同步投運,是把好諧波源入網關的關鍵。

積極致力宣傳與溝通,促進諧波源用戶實施治理。諧波存在超標的老用戶是供電部門諧波治理的難點,由于用戶投運時間較長,往往存在企業經濟效益不景氣,落實諧波治理的主動性不夠。因此應當根據諧波污染對電網造成的影響,站在用戶的角度綜合考慮用戶長遠經濟利益,積極宣傳電力法規與制度,明確雙方義務與責任,主動推薦消諧改造方案,促成簽訂諧波治理協議;對于諧波污染嚴重,不配合治理甚至因消極拖延對電網安全運行造成危害的用戶,必要時考慮依照《電力法》采取停限電措施。

大膽嘗試采用諧波越限跳閘裝置,有力推動用戶消諧治理。2004年底,電能質量在線監測網反映220千伏石莊變電所PCC點諧波超標,公司隨即組織測試人員到該變電所進行實測分析,確認110千伏用戶融翔鋼廠電弧爐向電網注入的諧波電流嚴重超標,是造成220千伏石莊變主變運行異常、后備保護及故障錄波器頻繁啟動的主要原因。為解決融翔鋼廠諧波沖擊對電網的影響,公司主管領導親自組織召開現場協調會,會同當地政府主管領導,積極宣傳《電力法》、《供電營業規則》有關規定,表明供電部門整治諧波污染的決心和保護電網設備安全運行的立場,積極主動取得政府部門支持。同時率先在國內220千伏石莊變電所PCC點安裝諧波超標越限跳閘裝置進行試點,對影響電網安全運行的110千伏鋼廠線沖擊負荷投入實時監控,給用戶造成了很大震動,原先的消極推諉態度明顯轉變,2005年該用戶正式復函承諾立即實施濾波改造治理,目前已完成了全部治理工作。

由于目前國家尚無具體的諧波管理政策與法規,國內諧波治理的管理難點并不在技術層面,因此通過嚴密的管理和過細的工作取得用戶支持,切實有效的開展諧波治理則顯得尤其重要。雖然目前電力部門已普遍對電網諧波污染引起了高度關注與重視,并通過積極完善與規范諧波監督體系推進專業管理,但諧波管理工作仍然任重道遠。■