电能质量新境遇

随着现代工业的高速发展和人们生活水平的提高，各种电力电子设备、电气化铁道、大型提升机、电弧炉等非线性负荷的应用，风电、光伏发电、电动汽车等新生事物的出现，产生了大量电能质量问题，威胁电网的安全经济运行。 

近年来，电能质量问题已经引起了政府、电网公司、铁路部门的重视，各项标准不断出台，各种电能质量治理设备不断上马，一个庞大并不断增长的市场迅速形成，电能质量正在面临新境遇。 

   □记者　崔宏薇

曾经，某导航雷达站，由于受电压跌落等供电质量的影响，导致某航班偏离航向，险些造成重大事故。经四川电网谐波检测站长达一周多的连续监测后，查明是因为该线路上另带有冶金负荷。

曾经，某生产芯片等电子设备的高科技公司，屡次遭遇电压跌落事故，导致生产线上的芯片半成品大批报废，谐波等问题也导致生产线的废品率大大上升，该公司因此向当地供电局索赔400万美元……

近日，四川电力科学研究院的专家披露了近10年来我国发生的多起因电能质量导致重大事故的案例，他提示说，有些严重的问题甚至会上升到政治和法律层面，如成昆电铁谐波、负序多次影响卫星发射，引起了解放军总装备部、国务院相关部门高层领导的关注。

如此种种都在警醒人们，电能质量是个不可忽视的问题。

必须的选择

近年来，随着风电、光伏发电等可再生能源并网规模逐渐增加，用电负荷日趋复杂化和多样化，大量具有非线性、冲击性和不平衡特性的负荷正在威胁着电网的电能质量。

而同时，如开头提到的我国对电能质量敏感的企业数目却在以几何级迅速增长，航空航天科技、精密制造加工业、通信、金融数据系统等行业对电能质量的要求和依赖性越来越高，可能因电能质量问题引起的实验失败、数据丢失、设备损坏、产品报废等事故成为这些行业难以承受之伤。

据上述专家透露，随着敏感企业数目的增加，暂态电能质量问题造成的损失必将越来越大。无论从安全性考虑，还是从经济性上考虑，电能质量的治理都成为一个必须的选择。而目前，通过有效治理，我国电能质量问题已经得到了较好的解决。

在风电领域，为达到国家电网公司风电并网相关规定要求，我国风电场已经采取了安装SVC、SVG等无功补偿设备（一般带有滤波功能），进行低电压穿越改造等措施，使电能质量得到大大改善。无功补偿主要采用在变电站低压侧集中补偿，一般为35?kV或10?kV，现在以35?kV居多。以酒泉风电基地为例，甘肃电网内主要安装运行了磁控电抗器、晶闸管控制电抗器型SVC，SVG等动态无功补偿装置。

2012年6月1日，由中国电科院为主要起草单位编写的国家标准GB/T19963-2011《风电场接入电力系统技术规定》将开始正式实施，此标准是对此前2005年版本的修订。新标准中对风电场有功功率、无功容量、电压控制运行适应性等的规定，都提出了电能质量方面的要求。

随着各方对电能质量问题越来越重视，华北电力大学、清华大学、西安交大等高校和一些领军企业开展了很多相关研究，也催生了一个不断扩大的电能质量监测与控制产业。

不断崛起的市场

显然，没有人会用超出损失的投入来挽回损失。所以，现在电能质量研究界的一个共识是，电能质量问题所造成的损失越大，对电能质量治理的投入就会越多。据了解，美国一年因电能质量下降所造成的损失高达150亿~200亿美元，而我国尚没有全面、系统的统计数据。

2011年，国家发改委启动了以上海为试点的电能质量经济性调查，该课题选择了100多家涉及多个行业的用户作为调查对象，以求探析电能质量问题造成的损失情况，实现了首次突破。

尽管我国尚没有全国性的具体损失数额的统计，随着敏感负荷的增加，可能造成的损失也在扩大是不可否认的，这也促成了我国电能质量治理市场的快速扩大。

“现在国内并联型治理比较多，发展比较快，产业成规模的主要是无功补偿和谐波治理装置。无功补偿产品从低压到高压市场发展都很快，现在每年高压动态无功补偿的市场有50亿~60亿元，预计未来每年将以20%速度增长，低压无功补偿的市场更大，但没有具体统计；有源滤波在近三四年发展非常快，从占很少的市场份额到现在每年达到10多亿元，将来这一市场可能达到20亿~30亿元，无源滤波设备的应用更多。”清华大学电机工程与应用电子技术系教授姜齐荣告诉记者。

处在市场一线的企业对于市场的不断崛起感受更加直观。

荣信电力电子股份有限公司SVG业务公司总经理李旷告诉记者：“荣信电能质量监测与治理设备在2011年得到了长足发展， SVG的合同额比前一年翻了一番。”

上海追日电气有限公司电能事业部总经理袁虎说：“2011年是电能质量尤其是高端有源滤波产品市场快速增长的一年。目前我国电能质量治理市场正处于爆发式发展的节点，将来这一市场将呈现几何式增长。”

作为无功补偿和谐波治理两大成规模产业的领军企业，他们的感受颇具代表性。随着市场需求增加，国内企业正在逐渐将国际企业挤出我国电能质量治理市场，如SVC、可控串补等都已经实现了国产化并抢占了大部分市场。

而随着市场需求的变化，摆在他们面前的不只是机遇，还有挑战。

据了解，电能质量问题可分为连续变化型和事件型，前者在电力系统中始终存在，处于忽大忽小的、摇摆不定的状态，如谐波、电压波动与闪变；后者则为突然发生的事故，如电压暂降（升）、电压浪涌、电压瞬时中断等。以往采取的应对措施主要针对连续变化型的电能质量问题，已经得到了较好解决，而针对事件型问题的措施仍较少，还需要进一步研究。 

华北电力大学电气与电子工程学院常务副院长肖湘宁就曾指出，据统计，电压暂降和短时间中断造成的无序停电和恢复损失是工业发达国家电能质量第一问题，在未来，这种事件型的质量问题将会更加突出，成为下一步要面对和治理的重点问题。而我国企业在这类产品上还与国际先进企业有较大差距。

显然，崛起中的电能质量治理产业还远未达到成熟，而不成熟也同时意味着机会多多。