城市电网电能质量综合治理

随着近些年来我国电力事业的快速发展，装机容量的大幅度提升，供需矛盾已经逐渐不

再是电力系统发展的主要矛盾。电网中非线性负载、冲击性负载和不对称性负载不断增加， 同时，信息时代各种精密、敏感的生产设备对传统的电网电能质量提出了更高要求，这些都 使得电能质量成为日益凸显的主要问题。大型城市电网一般是负荷集中区域，近年来，各类 微电子、半导体、生物医药、精密制造、大型金融数据中心等敏感用户对电网的供电电能质 量提出了更高要求。对供电企业而言，电能质量问题既是挑战，也是机遇，电网中大量敏感 负荷也是供电企业潜在的高端用户，对高品质供电有着强烈需求。

本课题立足深圳电网当前面临的实际问题和迫切需求，主要开展大型城市电网供电电能 质量规范体系的研究、重点区域电能质量问题的分析与治理方案研究、敏感用户高品质电力 需求分析与对策研究、电能质量治理装置柔性控制、新型拓扑结构和容量优化等关键技术研 究，实现方案定制、装置研制与工程示范，为深圳电网重点区域和敏感用户的电能质量综合 治理提供理论依据和技术支撑，对全面提高大型城市电网的电能质量和提升敏感用户的电能 体验具有积极的示范作用及推广意义。

对深圳电网电能质量突出区域进行调查研究与分析，首次完成深圳市 2010~2012 年电能 质量暂态事件分析，绘制了十二个中心站的 ITI(CBEMA)图表，并结合调度数据分析了 电压暂降事件原因;通过对多家电能质量敏感用户的调研走访，完成了深圳电网高品质电力 需求分析研究，建立了电能质量污染对高品质需求客户影响的评价指标，完成了深圳干扰源 与敏感客户分类指引及抗干扰措施指引。

建设了 110kV 碧岭变电站 10kV 动态电压恢复器示范工程，研制了国内容量最大的 10kV 动态电压恢复器(DVR)，首次实现区域范围内电压暂降问题的综合治理示范，可同时治理 变电站大供电范围内多个敏感负荷的电压跌落问题。所研制 DVR 采用自取电方式，较储能 方式降低了硬件成本和控制复杂性;采用级联 H 桥结构直接耦合至中压线路中，可有效解 决变压器耦合方式中变压器非线性及饱和所带来的问题。采用分相判断投切晶闸管，分相容 量限幅和分相补偿控制，确保了装置灵活性与安全性。装置补偿容量 5MV，综合效率大于 96%，电压补偿深度:三相跌落 70%，单相跌落 55%;输出电压谐波:THD 小于 5%;动态 响应时间小于 5ms。

研制了中国首个统一电能质量调节装置 UPQC 工业级产品，实现用户侧多种电能质量 问题的差异化、定制化综合治理示范。直流侧采用超级电容+电解电容组合的形式，避免了 系统因电压跌落能量不足导致系统电压跌落更深，甚至系统完全瘫痪的问题。提出了 UPQC 运行模型的无缝切换及串并联侧协调控制策略。解决了普通装置无法解决的电压暂升情况下 的能量回馈电网问题。建设了深圳长城开发科技股份有限公司电能质量综合治理示范工程， 装置电压等级 380V，补偿容量 500kVA~2MVA，综合效率大于 96%，电压运行范围±20%， 电流谐波补偿能力 THD 小于 5%，功率因数大于 0.97，不平衡补偿能力大于 80%，动态响 应时间小于 5ms。