用戶側(cè)電能質(zhì)量治理市場興起
2021.11.12
隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，電能質(zhì)量問題成為電力用戶日益關(guān)注的問題之一。對電力用戶來說，開展電能質(zhì)量治理，雖然前期存在一些固定投入，但是后期回報可觀。
開展用戶側(cè)電能質(zhì)量治理，既可以避免電力用戶因功率因素不達標而被電網(wǎng)公司罰款，也可以有效節(jié)約電費，還可以保證設(shè)備安全穩(wěn)定運行。因此，在用戶側(cè)開展電能質(zhì)量治理逐漸被大多數(shù)電力用戶所認可。那么，用戶側(cè)存在的電能質(zhì)量問題主要有哪些？電能質(zhì)量問題又主要集中于哪一些行業(yè)？中國電力報記者就此采訪了河北沃邦電力科技有限公司（簡稱“沃邦”）總經(jīng)理馬洪亮、沃邦市場部經(jīng)理李志超。
諧波治理和無功補償是主旋律
馬洪亮介紹，相對于電網(wǎng)來說，用戶側(cè)存在的電能質(zhì)量問題主要包括諧波多和功率因數(shù)低，因此諧波治理和無功補償是用戶側(cè)電能質(zhì)量治理的重點所在。
諧波產(chǎn)生于各種非線性負載，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電力用戶使用的設(shè)備中，非線性負載設(shè)備數(shù)量大幅增加，小到一盞節(jié)能燈、一臺計算機，大到軌道交通牽引設(shè)備、醫(yī)療CT機等，這些設(shè)備都是諧波的產(chǎn)生源。
各種非線性負載產(chǎn)生的諧波，給電力用戶造成的損失不可輕視。一是會造成電氣設(shè)備的老化和過熱，老化會降低設(shè)備使用壽命、拉高設(shè)備使用成本，過熱則容易導致火災。二是會影響設(shè)備的使用質(zhì)量，如造成電機震動和噪音，影響生產(chǎn)生活。三是會使設(shè)備出現(xiàn)誤動和拒動，造成如計量裝置誤差變大、繼電保護裝置異常動作等事故。
諧波的危害很多，但是諧波卻是一個不容易被發(fā)現(xiàn)的電能質(zhì)量問題，因此廣大電力用戶尤其需要重視。
李志超舉例說：“某工廠的生產(chǎn)設(shè)備一段時間經(jīng)常產(chǎn)生各種噪聲，并且生產(chǎn)的產(chǎn)品合格率大大降低，工廠方面剛開始始終沒有找出原因，后經(jīng)電能質(zhì)量檢測機構(gòu)檢測才發(fā)現(xiàn)‘罪魁禍首’是諧波畸變率過高?！?br />
如果說諧波對電力用戶的影響是隱性的，那么功率因數(shù)對電力用戶的影響則要明顯得多。為提高電能使用效率，對于電能功率因數(shù)不達標的電力用戶，電網(wǎng)公司都會對其進行罰款。
功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值，在視在功率一定情況下，要提高功率因數(shù)可以通過提高有功功率實現(xiàn)。為保證有功功率的值盡可能大，就需要在負荷側(cè)安裝無功補償裝置，將電網(wǎng)輸送的無功功率值盡可能減少。
對于電力用戶來說，通過無功補償提高功率因數(shù)，既可以避免功率因數(shù)不達標而被罰款，也可以為電力用戶節(jié)省一定電費，增加變壓器裕度，帶動更多用電設(shè)備。
經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，我國無功補償裝置也由純電容補償裝置發(fā)展為串聯(lián)電抗器安全電容補償裝置和低壓SVG補償裝置。隨著技術(shù)的發(fā)展，目前我國無功補償裝置的補償效果越來越明顯，補償方式也越來越柔性。
五大行業(yè)是重點領(lǐng)域
在電力用戶市場中，五大行業(yè)是電能質(zhì)量治理需求較集中領(lǐng)域，是治理需求的重要增長。
近年來，伴隨著我國電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的數(shù)量越來越多，規(guī)模也越來越大。與此同時，數(shù)據(jù)中心的電能質(zhì)量問題也越來越突出，該領(lǐng)域主要以諧波為主。
李志超表示，數(shù)據(jù)中心一方面對電能質(zhì)量的要求較高，另一方面又是重要的諧波產(chǎn)生源，以銀行的數(shù)據(jù)中心為例，電能質(zhì)量問題可能會導致的丟失，造成經(jīng)濟損失。但是，數(shù)據(jù)中心的供電系統(tǒng)如UPS、IT系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)如變頻空調(diào)、制冷設(shè)備等，又會產(chǎn)生大量的諧波。隨著我國云計算、大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，未來數(shù)據(jù)中心會越來越多，數(shù)據(jù)中心的電能質(zhì)量治理需求也會越來越旺盛?！ ?nbsp;
軌道交通也是我國用戶側(cè)電能質(zhì)量問題較多的領(lǐng)域之一，主要存在的問題有諧波、功率因數(shù)低、三相不平衡等。
目前我國的地鐵車輛均為直流牽引，牽引供電設(shè)備會產(chǎn)生大量高次諧波。車輛越多、運行間隔越短、諧波越大。此外，由于節(jié)能降耗的需要，大量采用變頻設(shè)備。如：變頻風機、電子整流節(jié)能燈、UPS等。這些負載會產(chǎn)生大量低次諧波。地鐵運行期間，各種非線性負載工作諧波量較大，不運行期間負荷較低、電纜較長產(chǎn)生大量容性無功返送電網(wǎng)，造成罰款。
在汽車制造行業(yè)，電能質(zhì)量問題同樣不容小覷。各類型車間都存在不同電能質(zhì)量問題，其中沖壓車間設(shè)備多采用變頻方法調(diào)節(jié)油泵，容易產(chǎn)生諧波；涂裝車間用電負荷主要為風機和整流裝置，其整流裝置也含有大量高次諧波；焊接車間點焊機是典型的沖擊性負荷，點焊機斷續(xù)工作，功率因數(shù)較低，一般在0.5左右。
在醫(yī)院，電能質(zhì)量問題產(chǎn)生源頭多、危害大。醫(yī)院的配電系統(tǒng)和一些醫(yī)療設(shè)備，容易產(chǎn)生大量的諧波，這些諧波輕則會造成醫(yī)療設(shè)備丟失影像、數(shù)據(jù)，重則造成設(shè)備死機，甚至造成內(nèi)部電子器件放電和擊穿，帶來的損失巨大。
此外，市政建筑中的動力系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、辦公系統(tǒng)也是電能質(zhì)量問題較為集中的領(lǐng)域，隨著辦公智能化水平的不斷提高，對電能質(zhì)量的要求也將相應提高。
開展用戶側(cè)電能質(zhì)量治理，既可以避免電力用戶因功率因素不達標而被電網(wǎng)公司罰款，也可以有效節(jié)約電費，還可以保證設(shè)備安全穩(wěn)定運行。因此，在用戶側(cè)開展電能質(zhì)量治理逐漸被大多數(shù)電力用戶所認可。那么，用戶側(cè)存在的電能質(zhì)量問題主要有哪些？電能質(zhì)量問題又主要集中于哪一些行業(yè)？中國電力報記者就此采訪了河北沃邦電力科技有限公司（簡稱“沃邦”）總經(jīng)理馬洪亮、沃邦市場部經(jīng)理李志超。
諧波治理和無功補償是主旋律
馬洪亮介紹，相對于電網(wǎng)來說，用戶側(cè)存在的電能質(zhì)量問題主要包括諧波多和功率因數(shù)低，因此諧波治理和無功補償是用戶側(cè)電能質(zhì)量治理的重點所在。
諧波產(chǎn)生于各種非線性負載，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電力用戶使用的設(shè)備中，非線性負載設(shè)備數(shù)量大幅增加，小到一盞節(jié)能燈、一臺計算機，大到軌道交通牽引設(shè)備、醫(yī)療CT機等，這些設(shè)備都是諧波的產(chǎn)生源。
各種非線性負載產(chǎn)生的諧波，給電力用戶造成的損失不可輕視。一是會造成電氣設(shè)備的老化和過熱，老化會降低設(shè)備使用壽命、拉高設(shè)備使用成本，過熱則容易導致火災。二是會影響設(shè)備的使用質(zhì)量，如造成電機震動和噪音，影響生產(chǎn)生活。三是會使設(shè)備出現(xiàn)誤動和拒動，造成如計量裝置誤差變大、繼電保護裝置異常動作等事故。
諧波的危害很多，但是諧波卻是一個不容易被發(fā)現(xiàn)的電能質(zhì)量問題，因此廣大電力用戶尤其需要重視。
李志超舉例說：“某工廠的生產(chǎn)設(shè)備一段時間經(jīng)常產(chǎn)生各種噪聲，并且生產(chǎn)的產(chǎn)品合格率大大降低，工廠方面剛開始始終沒有找出原因，后經(jīng)電能質(zhì)量檢測機構(gòu)檢測才發(fā)現(xiàn)‘罪魁禍首’是諧波畸變率過高?！?br />
如果說諧波對電力用戶的影響是隱性的，那么功率因數(shù)對電力用戶的影響則要明顯得多。為提高電能使用效率，對于電能功率因數(shù)不達標的電力用戶，電網(wǎng)公司都會對其進行罰款。
功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值，在視在功率一定情況下，要提高功率因數(shù)可以通過提高有功功率實現(xiàn)。為保證有功功率的值盡可能大，就需要在負荷側(cè)安裝無功補償裝置，將電網(wǎng)輸送的無功功率值盡可能減少。
對于電力用戶來說，通過無功補償提高功率因數(shù)，既可以避免功率因數(shù)不達標而被罰款，也可以為電力用戶節(jié)省一定電費，增加變壓器裕度，帶動更多用電設(shè)備。
經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，我國無功補償裝置也由純電容補償裝置發(fā)展為串聯(lián)電抗器安全電容補償裝置和低壓SVG補償裝置。隨著技術(shù)的發(fā)展，目前我國無功補償裝置的補償效果越來越明顯，補償方式也越來越柔性。
五大行業(yè)是重點領(lǐng)域
在電力用戶市場中，五大行業(yè)是電能質(zhì)量治理需求較集中領(lǐng)域，是治理需求的重要增長。
近年來，伴隨著我國電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的數(shù)量越來越多，規(guī)模也越來越大。與此同時，數(shù)據(jù)中心的電能質(zhì)量問題也越來越突出，該領(lǐng)域主要以諧波為主。
李志超表示，數(shù)據(jù)中心一方面對電能質(zhì)量的要求較高，另一方面又是重要的諧波產(chǎn)生源，以銀行的數(shù)據(jù)中心為例，電能質(zhì)量問題可能會導致的丟失，造成經(jīng)濟損失。但是，數(shù)據(jù)中心的供電系統(tǒng)如UPS、IT系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)如變頻空調(diào)、制冷設(shè)備等，又會產(chǎn)生大量的諧波。隨著我國云計算、大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，未來數(shù)據(jù)中心會越來越多，數(shù)據(jù)中心的電能質(zhì)量治理需求也會越來越旺盛?！ ?nbsp;
軌道交通也是我國用戶側(cè)電能質(zhì)量問題較多的領(lǐng)域之一，主要存在的問題有諧波、功率因數(shù)低、三相不平衡等。
目前我國的地鐵車輛均為直流牽引，牽引供電設(shè)備會產(chǎn)生大量高次諧波。車輛越多、運行間隔越短、諧波越大。此外，由于節(jié)能降耗的需要，大量采用變頻設(shè)備。如：變頻風機、電子整流節(jié)能燈、UPS等。這些負載會產(chǎn)生大量低次諧波。地鐵運行期間，各種非線性負載工作諧波量較大，不運行期間負荷較低、電纜較長產(chǎn)生大量容性無功返送電網(wǎng)，造成罰款。
在汽車制造行業(yè)，電能質(zhì)量問題同樣不容小覷。各類型車間都存在不同電能質(zhì)量問題，其中沖壓車間設(shè)備多采用變頻方法調(diào)節(jié)油泵，容易產(chǎn)生諧波；涂裝車間用電負荷主要為風機和整流裝置，其整流裝置也含有大量高次諧波；焊接車間點焊機是典型的沖擊性負荷，點焊機斷續(xù)工作，功率因數(shù)較低，一般在0.5左右。
在醫(yī)院，電能質(zhì)量問題產(chǎn)生源頭多、危害大。醫(yī)院的配電系統(tǒng)和一些醫(yī)療設(shè)備，容易產(chǎn)生大量的諧波，這些諧波輕則會造成醫(yī)療設(shè)備丟失影像、數(shù)據(jù)，重則造成設(shè)備死機，甚至造成內(nèi)部電子器件放電和擊穿，帶來的損失巨大。
此外，市政建筑中的動力系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、辦公系統(tǒng)也是電能質(zhì)量問題較為集中的領(lǐng)域，隨著辦公智能化水平的不斷提高，對電能質(zhì)量的要求也將相應提高。
