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电能质量评估经验及案例国网上海电科院潘爱强2017年4月目录一、概述二、评估技术导则宣贯三、上海电网电能质量评估工作四、典型评估案例一、概述随着我国经济的迅速发展,电网中影响电能质量的负荷数量和用电比例也随之不断上升,使电网的电能质量问题日益严重。对用户接入电网产生的电能质量危害在签订用户用电协议以前就可以妥善处理。避免超标用户接入后对电网安全可靠运行和其他用户产生影响,带来不必要的纠纷。促进电网管理水平的提高。网、源、荷协调运行对新型电源、负荷入网条件提出更高要求。因此,负荷在入网或增容前需要进行电能质量评估。Q/GDW10651-2015电能质量评估技术导则本标准规定了公用电网、用户以及新能源发电接入电力系统的电能质量评估方法、评估流程等,包括供电电压偏差、电压波动和闪变、三相电压不平衡、频率偏差、谐波和间谐波等电能质量指标。本标准适用于交流额定频率50Hz,电力系统在正常运行条件下的电能质量指标评估。DL/T1208-2013电能质量评估技术导则供电电压偏差一、概述供电电压偏差限值:供电电压偏差限值应满足下列规定:a)35kV及以上用户供电电压正、负偏差绝对值之和不超过额定电压的10%;注:如供电电压上下偏差同号(均为正或负)时,按较大的偏差绝对值作为衡量依据。b)20kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%;c)220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%、-10%;d)对供电点短路容量较小、供电距离较长以及对供电电压偏差有特殊要求的用户,由供、用电双方协议确定。二、评估技术导则电压合格率计算方法:(%)1100%uidiiiTTT级别电压合格率的范围%一级90≤γ≤100二级98≤γ<99三级97≤γ<98四级95≤γ<97五级90≤γ<95六级γ<90电压合格率评定等级划分二、评估技术导则电压波动的限值:电压闪变的限值:r,h-1d,%UN≤35kV35kV<UN≤220kVr≤1431<r≤103*2.5*10<r≤10021.5100<r≤10001.251注:很少的电压变动频度r(每日少于1次,电压变动限值还可以放宽,但不在本标准中规定。)对于随机性不规则的电压波动,依95%概率大值衡量,表中标有“*”的值为其限值。对于220kV以上超高压(EHV)系统的电压波动限值可参考高压(HV)系统执行。Plt≤110kV110kV10.8二、评估技术导则单个用户引起的电压闪变的限值:每个波动负荷用户按其协议用电容量和总供电容量之比,考虑上一级对下一级闪变传递的影响(下一级对上一级的传递一般忽略)等因素后确定该用户的闪变限值。单个用户闪变限值先按式(1)计算出接于PCC点全部负荷产生闪变的总限值,计算中各电压等级的闪变限值;再按式(2)计算出单个波动负荷用户的闪变限值。3333pHGLTL31iitSEGSF(1)(2)二、评估技术导则三相不平衡的限值1.电力系统公共连接点:电网正常运行时,负序电压不平衡度不超过2%,短时不得超过4%。低压系统零序电压限值暂不作规定,但各相电压必须满足GB/T12325的要求。2.用户所接的公共连接点:接于公共连接点的每个用户引起该点负序电压不平衡度允许值一般为1.3%,短时不超过2.6%。根据连接点的负荷状况以及邻近发电机、继电保护和自动装置安全运行要求,该允许限值可作适当变动,但必须满足1的规定。二、评估技术导则频率偏差的限值1.电力系统正常运行条件下频率偏差限值为±0.2Hz。当系统容量较小时,偏差限值可以放宽到±0.5Hz。2.冲击负荷引起的系统频率变化为±0.2Hz,根据冲击负荷性质和大小以及系统的条件也可适当变动,但应保证近区电力网、发电机组和用户的安全、稳定运行以及正常供电。二、评估技术导则谐波电压的限值标称电压kV电压总谐波畸变率%各次谐波电压含有率%奇次偶次0.385.04.02.064.03.21.610353.02.41.2661102.01.60.8注:标称电压220kV及以上的公用电网可参考110kV执行,标称电压为20kV的公用电网可参考10kV执行公用电网谐波电压(相电压)二、评估技术导则谐波电流的限值二、评估技术导则间谐波的限值二、评估技术导则总则:公用电网和用户接入电力系统的电能质量评估可采用监测评估法和预测评估法;电源接入的电能质量评估可参考采用监测评估法和预测评估法;评估对象负荷或系统运行方式发生重大变化时应重新进行电能质量评估。监测评估法对新建或改扩建项目投运后、公用电网日常运行的电能质量评估应采用监测评估法;监测评估法使用测量设备进行现场测量,获得电能质量测试数据,与相对应的评估指标限值比较,判断是否满足标准要求,根据需要进行电压合格率和等级评定。二、评估技术导则预测评估法对新建或改扩建项目在规划可研阶段开展电能质量评估时应采用预测评估法;预测评估法根据相关负荷资料和系统参数,对评估对象建模仿真或分析计算得出各项电能质量数据,与相对应的评估指标限值比较,判断是否满足标准要求。评估指标选取公用电网电能质量评估根据不同情况对供电电压偏差、频率偏差、谐波电压、电压波动和闪变、三相电压不平衡、间谐波等进行评估。用户接入电力系统电能质量评估根据需要对供电电压偏差、谐波电压、谐波电流、电压波动和闪变、三相电压不平衡、负序电流、频率偏差和间谐波等进行评估。典二、评估技术导则二、评估技术导则监测评估流程1、根据评估任务的来源和目的确定评估对象与范围。2、收集与评估对象相关的电力系统和设备资料,确定监测评估点和评估指标限值。3、分析评估对象的运行方式、设备工况、生产工艺特点等,制定监测方案。4、使用测量方法满足GB/T17626.30要求的测试仪器,根据需要按GB/T12325—2008、GB/T12326—2008、GB/T14549—1993、GB/T15543—2008、GB/T15945—2008和GB/T24337—2009要求确定合适的测量条件、测量时间和测量取值,获取实测数据。测量宜在电力系统正常运行的最小方式(或较小方式)、评估对象正常工作状态下进行,并保证监测时段包含评估对象的最大扰动工作周期。5、对实测数据进行处理与统计,将分析结果与相应指标限值作比对,并根据实际情况按需分析背景和用户所产生的待评估指标值,形成评估结论。6、评估结果超出限值时,应提出改善建议。7、编制评估报告。二、评估技术导则预测评估流程1、根据评估任务的来源和目的确定评估对象及范围。2、收集与评估对象相关电力系统和设备资料(当无法提供时,可参考同类型设备),确定评估考核点和评估指标限值。3、根据评估对象对待评估指标影响程度的大小,按三级评估方法对其进行预测评估。评估时应考虑负荷投产年、达产年系统正常运行的最小方式(或较小方式)和最大负荷水平。4、编制预测评估报告。二、评估技术导则1第一级评估规定满足下列条件之一的电力用户,可直接接入电网:a)供电电压35kV及以上、66kV以下,容量小于(等于)2MVA的电力用户;b)供电电压380V/220V以上、20kV及以下、容量小于(等于)0.63MVA的电力用户;•无特殊供电负荷的10kV以下供电系统等。2第二级评估规定不满足第一级且符合下列条件的电力用户,应进行第二级评估:a)供电电压35kV,容量大于2MVA、小于40MVA的电力用户;b)供电电压20kV及以下,容量大于0.63MVA、小于6.3MVA的电力用户。本级评估可采用下式进行简化计算,电压偏差不符合要求的应进入第三级评估。maxmin100%SCQUS式中:U——电压偏差;maxQ——负荷最大无功容量,单位为兆乏(Mvar)3第三级评估规定66kV及以上的电力用户、不满足第二级条件及第二级评估不符合要求,应进行第三级评估。评估结果不符合要求的应提出可行的改善措施。本级电压偏差评估宜采用专业软件进行计算。二、评估技术导则1、第一级评估:满足下列条件之一的电力用户,可直接接入电网:a)对于低压电气设备或者小型低压用户(UN≤1kV),设备每相输入电流≤16A,符合国家标准GB17625.2规定的低压电气设备在低压供电系统中产生的电压波动限值的;b)对于额定电压小于等于35kV的用户,满足表中所规定的限值;c)对于额定电压大于35kV小于等于220kV的用户,满足。max0.2%SCSS第一级限值二、评估技术导则b)在高压电网中,一般XLRL,则按下式进行计算。min100%iSCQdS3、第三级评估66kV及以上的电力用户及第二级评估不符合要求,应进行第三级评估,评估结果不符合要求的提出可行的改善措施。本级评估宜采用电力系统分析软件进行计算。2、第二级评估:对于不满足第一级评估规定的66kV以下电力用户应进行第二级评估,评估结果不符合要求的应进入第二级评估。本级电压波动评估可采用简化公式进行计算。a)当已知三相负荷的有功功率和无功功率的变化量分别为△Pi和△Qi时,可按下式进行计算。2100%LlLiNRPXQdU二、评估技术导则1第一级评估满足下列条件之一的电力用户,可直接接入电网:a)符合GB17625.2和GB/Z17625.3的低压用电设备;b)对于额定电压小于等于35kV的用户,满足表8所规定的限值;c)对于额定电压大于35kV小于等于220kV的用户,满足;d)满足Plt<0.25的单个波动负荷用户。max0.2%SCSS2第二级评估对于不满足第一级评估规定的电力用户,应进行第二级评估,评估结果不符合要求的应进入第三级评估。本级评估方法如下:a)当负荷为周期性等间隔矩形波(或阶跃波)时,闪变可通过其电压变动d和频度r进行估算。b)当负荷为非周期性时,可根据负荷特性通过闪变系数进行闪变估算。3第三级评估第二级评估不符合要求的电力用户,应进行第三级评估,提出可行的改善措施。不满足第二级规定的单个波动负荷用户,经过治理后仍超过其闪变限值,可根据PCC点实际闪变状况和电网的发展预测适当放宽限值,但PCC点的闪变值应符合标准的规定。二、评估技术导则1第一级评估满足下列条件之一的电力用户,可直接接入电网:a)用户负荷为三相平衡负荷;b)用户负荷为三相不平衡负荷或单相负荷,但满足,其中为负荷容量,为公共连接点的最小短路容量。min1%iSCSSiSminSCS2第二级评估对于不符合第一级评估规定的66kV以下用户应进行第二级评估。a)本级评估可采用简化计算方法,评估结果不满足标准要求的应进入第三级评估。b)应计算不同负荷条件下的负序电压不平衡度,并考虑电网背景负序电压不平衡度水平,将评估对象引起的不平衡度与背景值叠加得到总的不平衡度。c)根据负荷电流计算得到评估对象引起的负序电压不平衡度95%概率大值应不大于1.3%,考虑背景值后总负序电压不平衡度应不大于2%;评估对象引起的负序电压不平衡度最大值应不大于2.6%,考虑背景值后总负序电压不平衡度短时不得超过4%。3第三级评估不符合第二级评估条件及第二级评估不满足要求的用户、66kV及以上用户、电气化铁路和交流电弧炉等不对称负荷应进入第三级评估,进行更加详细的计算。本级评估和对电机的负序电流影响评估宜采用电力系统专业仿真软件进行负序潮流计算。注入同步电机的负序电流应符合标准的规定(应同时计及基波负序电流和谐波电流的综合作用)。二、评估技术导则1第一级评估规定满足下列条件之一的电力用户,可直接接入电网:a)对于低压电气设备或者小型低压谐波源用户和电源(UN≤1kV),设备每相输入电流≤16A,符合国家标准GB17625.1规定的低压电气及电子设备发出的谐波电流限值,即可接入公共电网;b)对于低压电气设备或者小型低压谐波源用户和电源(UN≤1kV),设备每相输入电流16A,符合国家标准GB/Z17625.6规定的低压电气及电子设备发出的谐波电流限值,即可接入公共电网;c)对于一般中高压小用户或者谐波源数量有限的用户,如果满足,则可以直接接入公共电网。max0.2%SCSS
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