配网谐波监测及治理

陆乐++林松++姚钱++徐鲜泉++蒋军

摘 要：随着工业的发展，客户用电量的不断增长，谐波的影响和危害也日益严重。谐波对电网造成了严重的谐波污染，并对该处的所有用户造成损害，谐波是导致电力损耗增加，供电质量下降的重要因素，谐波超标，会严重威胁配电系统的安全稳定运行，必须采取有效的手段，避免或补偿已产生的谐波。本文对鄞州的变电站和部分大用户企业进行谐波测量和统计分析，提出谐波监测、治理等方面的管理方法。

关键词：谐波 谐波监测 谐波治理

中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（a）-0093-01

1 项目概况

电力系统向用户供电时，在正常情况下，其供电电压是标准的正弦波形，但在有谐波的情况下，供电电压则出现扭曲、畸变，即供电电压被污染了。谐波污染所到之处，首先增大了电网线损和其他设备的电能损耗，其次，谐波导致电网及用户的用电设备如电容器、电缆、电动机等设备的寿命大大缩短，造成了严重的经济损失。谐波甚至造成继电保护等自动装置误动作，引发大面积停电事故。谐波已经成为必须尽快治理的一种电网公害。

近年来，鄞州经济进入高速发展期，形成了以电气机械及器材制造业、纺织业、造纸及纸制品业、铸造业等的现代化工业体系。在这些用电负荷中，不少用电负荷是非线性负荷，即谐波污染源，如以电弧为工作介质的设备、以电力电子元件为基础的电气设备，这些负荷向电网中注入大量的谐波电流，对电网造成了严重的谐波污染。在被污染的供电电压下工作，用户设备寿命大大缩短，有些工厂及公网变电所被迫以设备的高消耗率为代价维持生产，比如我公司110 kV钱岙变和35 kV横溪变的电容器由于谐波原因而严重烧毁，造成了资源的巨大浪费。

1.1 项目研究内容

对鄞州的部分变电站和大用户企业进行谐波监测和分析。对鄞州云龙、甲村地区谐波污染源较为集中的变电站10KV母线和线路进行谐波在线监测；并在上述变电所供电区域内筛选典型大用户企业20～30家进行谐波实地测量和在线上传。

根据理论分析和国内外研究，结合鄞州的谐波普查和实测结果，初步估算谐波对各类设备造成的危害和电能计量的影响。

最后综合考虑电力企业、用电用户等因素，结合工作实际经验，对鄞州谐波的管理工作进行研究。

2 监测网络及后台的设计思路和总体方案

2.1 设计思路

（1）开放性。

①遵循当前各项开放式国际标准，并提供开放的应用编程接口（API），有利于系统今后的功能扩充。

②应用软件采用C/S结构；WEB查询软件。

（2）安全性。

①服务器操作系统采用Window 2003 server sp2操作系统，保证整个系统的坚强和安全。系统可确保数据存取的安全性，防止人为的破坏和病毒的侵害。

②系统支持通过防火墙+网关/路由器实现网络互连，实现不同网络的数据通信、信息共享和发布，具备物理隔离的特点，保证系统的安全。

（3）可扩展性。

系统具有扩充包括硬件增加新计算机的能力和软件增加新功能的能力。系统可以逐步建设、逐步投运、逐步扩充、逐步升级。系统的结构支持多类型计算机硬件设备，应用软件具有兼容性和可移植性。

2.2 总体方案

电能质量在线监测系统主要由安装在变电所的终端监测所有电能质量数据，终端保存并通过以太网或GPRS发送电能质量数据到主站服务器，主站服务器解压和管理这些数据，并对所有数据进行保存。用户可以通过客户端对服务器数据进行查询，并通过以太网直接进行远程访问，也可以在现场进行数据查看。将所有后台监测数据接入π数据库，实现不同系统间的数据共享及统计分析。

系统拓扑结构图如图1：

电能质量实时监测主站系统是整个电能质量系统的核心，从电能质量终端获取电能质量监测数据信息；实现局部电网电能质量有效的管理。

3 系统实施前后对比

系统上线前我区的谐波监测基本上是采取现场抄录模式，该方法耗时耗力也无法对全时段全区域进行实时监控，无法避免各类电能质量事故的发生。系统上线后对鄞州谐波污染区的变电站及典型负荷的谐波情况进行了实时监测，主要测量和分析了电网谐波分量以及非线性用电设备将产生的谐波分量，并初步掌握了鄞州典型行业的谐波情况。通过对测量数据进行统计分析，可为相关的治理和管理工作提供确切的依据，也可对各类电能质量事故进行预判。

通过在变电所侧安装SVG型有源滤波装置，实现谐波在变电所侧的集中治理。我公司110 kV钱岙变10kVII段母线上安装SVG型有源滤波装置前其谐波电压总畸变率（TDHv%）为12.5%，安装SVG型有源滤波装置后电压总畸变率（TDHv%）控制在2%～4%，确保了该变电所的电气设备安全。

4 结语

谐波综合治理工作势在必行，该文提出的电能质量在线监测系统和谐波的综合治理方案取得了良好的效果，通过谐波治理达到了电网安全运行，延长设备寿命及降低损耗等目的，此外，谐波治理要遵循“谁污染，谁治理”的原则，只有在电力部门和用户的共同努力下，才能搞好谐波治理工作。

参考文献

[1] 于静.人工神经网络在电网谐波监测中的研究[D].重庆大学，2003.

[2] 周京龙.电网谐波实时监控系统及治理方案的研究[D].华北电力大学（河北）， 2003.

[3] 刘颖.有源电力滤波器的谐波检测及控制方法的研究.江苏大学，2010.endprint