智能电网中的电力质量审核 (PQA)

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在智能电网技术中，电力质量审核是指评估电气系统技术方面、效率、可靠性和安全性的过程。

电力质量审核是确保电网设备和系统优化运行的重要服务之一。在本章中，我们将讨论智能电网背景下的电力质量审核。

什么是电力质量审核？

电力质量审核是由电气支持组织提供的一项服务，用于评估组织中电气系统的效率、可靠性和安全性。它提供有关电气系统中电力质量问题的相关信息。

电力质量审核有助于在电力质量问题实际影响系统性能和运行之前，提前解决诸如可靠性和稳定性等问题。

电力质量审核清单

详细的电力质量审核清单包括所有确保电气系统可靠、高效和安全运行的测试和检查。下面解释主要的电力质量审核检查和测试：

现场走查

这是对电气系统进行的目视检查，以识别电力质量问题的关键来源。在此检查期间，将执行以下检查：

• 设备状况
• 接地系统
• 接线连接
• 周围环境
• 附近的电磁干扰源等。

负荷研究

对电气系统进行此检查是为了分析负荷曲线并了解功耗模式。此电力质量审核活动涉及测量和记录以下电气参数：

• 系统电压
• 负载电流
• 功率因数
• 谐波失真等。

间谐波

间谐波不过是基频的非整数倍。此电力质量检查的主要目的是识别间谐波的存在及其对系统的影响。此电力质量审核涉及以下活动：

• 检测电气系统中的间谐波
• 分析间谐波以了解其对敏感电气设备的影响。

电压和电流谐波

此电力质量检查用于测量和评估电气系统中电压和电流的总谐波失真。在此审核中，计算总谐波失真以确定其是否超过指定限值。此电力质量审核有助于防止系统电力设备过热。

接地电阻测试（在主变压器处）

此测试用于检查接地系统的稳健性和有效性。为了执行此测试，使用接地电阻测试仪（兆欧表）测量接地电阻并验证其值是否在指定限值内。

无功功率分析

在电力质量审核期间执行此测试以确定系统中的无功功率流动。无功功率分析对于维持功率因数和减少能量损耗和成本非常重要。此审核涉及以下活动：

• 计算无功功率流动，包括感性和容性分量。
• 推荐无功功率补偿和功率因数改善的纠正措施。

功率参数

此活动涉及分析重要的功率参数，以确保电气系统高效、可靠和稳定地运行。在此电力质量审核中，测量和分析以下参数以评估系统的健康状况和性能：

• 电压和电流水平
• 功率因数
• 有功和无功功率
• 视在功率

线路扰动（瞬态、电压跌落、电压升高在主变压器处）

此电力质量审核用于识别和减少电气系统中的电压瞬态、电压跌落和电压升高。这对于防止设备损坏非常重要。在此审核下，执行以下活动：

• 使用电力质量分析仪监控和记录主变压器处的瞬态事件。
• 提供实施保护方案的建议。

备用电源评估

备用电源评估用于评估备用或备份电源系统（如柴油发电机、UPS等）的可靠性和性能。在此电力质量审核中，对备份电源系统进行测试以验证其在主电源中断期间提供不间断电源的能力。

负荷分配

负荷分配分析是在电力质量审核期间执行的另一项重要检查。它主要用于确定电气负荷在系统不同相位和回路中的分配。

此电力质量审核涉及的主要活动包括确定回路的负荷分配模式，并在需要时平衡负荷。

热成像

此测试用于识别电气系统中连接故障或绝缘击穿的点。在此测试中，使用热成像相机拍摄电气组件的红外图像。这些图像突出显示系统中由于不需要的电流流动而出现异常温度升高的区域。

问题调查

问题调查的主要目的是分析在审核过程中发现或利益相关者报告的电气系统中的电力质量问题。在此检查下，诊断电力质量问题（如设备故障、电压波动、谐波失真等）的根本原因。

PQA报告

编写此报告是为了向利益相关者提供关于审核结果、测量和分析的综合研究。电力质量审核报告包含对已识别问题的详细描述、数据分析结果以及纠正措施建议。

PQA中涵盖的电力质量问题

以下是电力质量审核中涵盖的一些主要电力质量问题：

• 电压跌落和电压升高
• 尖峰和浪涌
• 频率变化
• 开关瞬态
• 设备故障
• 低功率因数
• 谐波共振或失真
• 负荷不平衡
• 电气线路噪声
• 变压器过热
• 停电
• 电力浪费等。

为什么电力质量审核很重要？

在现代电网或智能电网中进行电力质量审核很重要的原因如下：

• 确保供电连续性，即电力质量审核确保网络中的电力定期可用。
• 维护电压质量，即电力质量审核对于避免网络中的电压扰动非常重要。

电力质量审核阶段

电力质量审核完成以下主要阶段：

阶段1：预审

在此阶段，将执行以下活动：

• 对从公共耦合点到用户端的每个区块进行预审。
• 研究电气布局和原理图。
• 确定测量点。
• 研究领域流程和计划。
• 准备用于测量审核的线路示意图。

阶段2：现场勘察和测量

电力质量审核的此阶段涉及以下主要活动：

• 检查面板、仪表、电缆、开关设备、保护装置和配电设备。
• 根据法规进行合规性检查。
• 识别瓶颈。
• 测量（如快照、趋势记录、数据、图表、事件和警报）。
• 根据标准进行测试和分析。

阶段3：分析和解决方案

在此电力质量审核阶段执行的主要活动如下：

• 对数据、快照、趋势记录、事件、警报和其他测量结果进行详细分析。
• 难题数据分析。
• 电力质量和可靠性测量。
• 电力质量异常预测。
• 电力质量问题的成本分析。
• 形成可选解决方案。

阶段4：报告和演示

在此阶段，将执行以下电力质量审核活动：

• 准备记录。
• 编写关于观察结果的报告。
• 原因分析。
• 评估和比较。
• 关于法规遵循的报告。
• 建议。

以下流程图显示了电力质量审核的这四个阶段。

示例电力质量审核流程图

下图显示了示例电力质量审核流程图和不同的活动。

为什么需要电力质量审核？

以下是一些主要原因，使得电力质量审核成为智能电网中一项重要的任务：

• 它有助于提高系统功率因数和效率。
• 它在防止电力供应中断和故障方面发挥着重要作用。

• 它有助于避免过度的能量消耗和能量损失。
• PQA还有助于消除电网中的瞬变、浪涌和谐波。
• PQA防止网络中电压和频率的波动。
• 它有助于避免变压器过热、意外跳闸和电容器爆裂。
• PQA还能降低kVA需求和能量损失，并有助于降低电费。
• PQA对于电力行业提高产品质量和生产率也至关重要。
• 它提高了电网和设备的生命周期。
• PQA最大化了工厂的配电容量。

结论

配电质量审核是智能电网中一项重要的任务，用于确定电力系统中的配电质量问题。它有助于解决可能干扰电力系统运行并影响其效率、可靠性和安全性的主要问题。

配电质量审核是避免组织电力网络性能下降的一项重要实践。在实践中，配电质量审核服务通常由政府或私营技术支持组织提供。这些审核机构检查和评估组织电力系统的健康状况和性能，并提供详细的分析报告和纠正措施建议。