电能作为基础能源之一，构成了工矿企业运营的主要成本，同时电能的质量也影响着工矿设施的运行效率和产品质量。
作为电力的供应部门，电能质量同样非常重要。劣质电能会影响特高压、高压长距离输电的效率;而优质电能则意味着供电部门能够以更小的基础设施投入，更低的电力传输和配送损耗，更高的可靠性，来满足更多用户的负载要求。对于全球多个像中国这样电力需求旺盛的国家来说，最大限度利用好发电的电能非常重要。
近年来，电能质量问题引发了一系列经济后果，愈来愈受到人们的关注，例如： 由于功率因数不达标，招致电力罚款，导致运营成本增加;大量增加的用电需求，高损耗造成高额电费;谐波污染、电压波动和过载等，造成设备故障，最终导致生产效率降低;谐波问题导致罚款，同样增加了用电成本。
西安ABB电力电容器有限公司总经理张哲
如何简单定义“优质电能”?
对用户系统来说，理想状态下的优质电能指：波形为干净的正弦波(零失真-THD);频率偏差在许可范围内(参见GB/T 15945— 2008，IEC 61000-4-30—2008规定);电压变化符合适用标准规定的公差范围;电压骤降(低于额定电压的10%);P F功率因数 (kW/kV·A)接近1，即kV·A=kW，此时意味着负载不从系统吸收无功功率;三相相间不平衡负载为零或极低(通常小于10%，则不会产生问题)。
当用户系统不能满足上述一个或多个条件时，该系统就可能存在某些电能质量问题。综合来看，电能质量问题会导致：更高的电费支出(具体视当地的电价体系以及PF或/THD的不达标惩罚机制会有不同);系统功率因数低、谐波含量高和电压低等引发设备过载，造成电力设备利用率下降。对此，有人认为在电力设备的设计规范中，应该考虑安全系数以防止设备过载。但如果是因为劣质电能引发的过载，并形成新的连续工作状态，此时安全系数实际上是不存在的，这就会导致设备过早损坏;有时一些看似无法解释的故障，实际上很可能是电能质量问题引发的;电能质量差时，设备也许不会发生故障，但可能运行不正常，导致生产过程中发生质量问题，甚至扰乱工艺流程;如果没有解决电能质量问题，任何的产能扩大都意味着更多的资本支出和新设备采购需求。
工业电能质量问题解决方案
首先，需要系统性地、正确地评估具体的电能质量问题，采集适当的数据量化问题，进行用户与供应商联合设计审查，以更好地了解用户的整体系统，包括：未来扩能需求，设备性能及电气干扰的历史记录等，最重要的是进行简单的用户电力系统研究(对不同时间段、不同负载情况及系统各个关键节点的谐波分析)。以上测量和分析阶段尤为重要，却往往会被忽视或仅仅部分完成。准备工作不当会导致产品方案设计不足或过度，这两者都是不可取的。只有电能质量问题得到适当的定义、理解，并被充分地分析证明，才能找到最佳的技术商务解决方案。
接下来，要了解哪些方案可行，以及如何从中选取最适合的解决方案。电能质量治理中可供选择的产品和解决方案非常广泛，针对不同电压等级，如特高压/高压领域、中压领域和低压领域，其应用的技术也不尽相同。如表1、表2所示，列出了不同电压等级中可能遇到的不同电能质量问题，并给出了一系列解决方案(√为出现电能质量问题后应用的解决方案)，这些方案已经在不同电压等级、不同行业中得到应用。
表1 特高压/高压领域电能质量问题及解决方案
表2 中压领域电能质量问题及解决方案
从表1、表2中可以看到，不同电压等级/不同应用领域，都存在许多电能质量问题，同样也有多个可供选择的电能质量解决方案。因此需要具备丰富的系统知识和收集大量的现场数据来进行适当的应用分析，进而决定最佳的解决方案。
一般认为，简单的固定式并联电容器装置是最经济、最易于操作的电能质量解决方案。在许多应用案例中确实如此，但当多种电能质量问题并存，同时还要应对快速变化的负载时，这就不是最佳的解决方案了;这时需要快速响应的解决方案，即动态电能质量解决方案(如有源滤波器，静止无功发生器PQCR，SVC和TSC等), 这些方案相对价格较高，但从技术上已经被证明是更合理的解决方案。
除了一些大型的工业设施和公用事业单位，还有相当一部分中小型、甚至大型工业企业并没有意识到上述各种电能质量解决方案的全部好处。避免罚款虽然显而易见，但除此之外，电能质量解决方案还会为用户带来更多的附加价值，包括更好地利用现有资产，降低设备损耗、维护和维修成本，从而实现更低的运营成本等。
还需指出，有些用户并未从动态电能质量解决方案中获得期望的结果，究其主要原因是缺乏全面的设计分析，以及和供应商之间缺乏对相关数据充分的沟通和理解。另外电能质量解决方案的参数设置也很重要，在试图降低成本时，不应该对方案的配置和大小打折扣。设计时还必须考虑环境条件，如污秽等级、温度范围、湿度、海拔和抗震要求等。如果确实有预算限制，那么可以考虑采用带有电力电子投切装置的固定/无源滤波器。用户往往会在确定方案时权衡成本和装置性能。许多工业用户是尝试了多种电能质量解决方案，最终确定适合自己的方案。决定最佳的电能质量解决方案一定是建立在用户和供应商之间开放、透明的沟通和相互信任的基础之上。
结束语
市场上一部分用户(包括工业、公用事业及交通领域)采用了公认、传统的经济型固定并联补偿装置，并认可装置的运行效果;也有很多用户从其他的电能质量解决方案中收益(如采用SVC、静止无功发生器PQCR、 有源滤波器、固定及动态补偿器混合方案等)。这些方案相比固定式补偿方案较昂贵，但如果从整体上考虑，其收益(直接的成本节省，加上资产利用率提高后的长期收益)是要远高于短期的投资成本的。
作为供应商，有责任针对具体的电能质量问题，提供最具成本效益的优化解决方案。尽管有些用户已经简化其对电能质量改善及电能质量治理设备具体规格的要求，供应商方面还是存在过度设计或不必要的复杂解决方案。这种做法从长远看并不能最终赢得客户的信任。任何电能质量解决方案的共同目标都应该是确保电能尽可能接近最佳质量和最高效率。
每节省一个单位的电能，就等于发电企业多发出两倍的电能。重要的不是关注从电厂发出了多少电能，而是有多少电能最终到达终端负载并被有效利用。优质电能能够确保供电企业和电力用户的最低运营成本和最高回报。
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