弓强

摘 要：随着社会经济的不断发展，农村生活水平得到了显著的提高，农村对用电需求量也在不断上升。为增强电网电能质量，提高了农户的用电质量与用电安全，本文提出了单相供电质量优化器来缓解居民和供电之间存在的矛盾。从国内外对于供电设备的研究背景进行了分析，重点分析了单相供电质量优化器在不同行业的应用情况。最后分析了单相供电质量优化器的技术特点和应用前景。

关键词：单相；无功补偿；谐波治理；供电质量优化器

中图分类号：TM732 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）15-0148-01

在科技日新月异的今天，农村用电负荷日趋多样化，普通单一功能设备已经无法满足实际需求[1]。针对农村电网由于供电线路长、负荷变化大而造成的供电电压跌落、降压等供電质量差的弊端，提出采用单相供电质量优化器（ESC）技术用于配网综合补偿，具有线路末端电压治理、无功补偿及滤波等综合性能，可有效降低城网、农网线路损耗，进而降低农网的输电成本。

1 ESC研究现状

1.1 国外研究现状

澳大利亚农村采用单线接地回线系统，偏远农村地区的服务成本非常高，存在严重低电压及电压不稳问题，其主要采用低电压调节器技术解决，无需储能设备即可提高终端用户电压。挪威农村用电设备不断增加，电压质量问题增多。其采用磁力升压器（MVB）技术改善低电压。能经济有效地提高长于2km低压线路的农村地区终端用户的电压质量。

1.2 国内研究现状

国内目前主要采用一般的末端调压补偿装置解决。该装置主要由补偿变压器、控制模块及开关器件三大部分组成，当控制模块检测到线路电压偏低时，控制开关组件动作，通过调节变压器的分接头来进行系统电压提升，此类技术存在问题是有级调节电压，容易造成电压阶梯的存在，分接开关易损坏。基于国外低压配网电压调节器技术，考虑我国现阶段线路末端电能质量的各类问题，国内当前研发一种电能质量综合治理装置，即单相供电质量优化器（ESC）。

2 ESC应用分析

（1）钻井行业电能质量治理。对于一钻井队用电现场，存在功率因数低，谐波含量大，所产生的电流冲击和谐波对磕头机产生的干扰直接影响采油量。针对此问题，采用电压等级0.6kV，容量2.4Mvar的ESC装置进行改造。使用后现场电网功率因数提高至0.95以上，电流电压波形较平滑，各项指标均符合国家标准。（2）石油行业电能质量治理。对于国内某石油勘测现场，存在运行周期负载不平稳，电流冲击大，功率因数低，谐波较大，功率因数处于0.6以下的问题。对于此问题，采用电压等级0.6kV，容量2.1Mvar的ESC装置进行配电网末端升级改造。改造后，配电网动态连续补偿，解决冲击造成的晃电现场，谐波滤除率达80%，功率因数得到改善。（3）光伏行业电能质量治理。对于某农业大棚光伏电站，拥有系统电压电流波形正常，谐波含量低，但系统功率因数为0.73，处于较低水平问题。使用电压等级10kV，容量0.8Mvar的ESC装置进行系统升级更新。使用后，系统具有动态无功补偿的功能，全年功率因数平均值在0.96以上，提高了系统运行的可靠性。（4）军工行业电能质量治理。某军工基地大楼拥有大量的UPS和开关电源等谐波源设备，给系统带来了严重的谐波污染，影响了通讯质量。采用电压等级0.4kV，容量0.4Mvar的ESC装置进行系统改造升级。使用后有效的滤除了系统的谐波，系统电压畸变率和电流畸变率极大的减小，THD控制在5%以下。（5）建筑行业电能质量治理。某体育馆内的大量照明和中央空调等设备给末端配电网带来严重的谐波污染，配电系统功率因数低，中线电流过大。采用电压等级0.4kV，容量60kVA的ESC装置进行系统改造升级。改造后系统总谐波畸变率THD由35.8%下降至2.3%，总谐波电流由184A下降至12A，功率因数提升至0.98。

3 ESC技术特点和经济效益

ESC技术特点如下[2]：（1）瞬态稳定电压，消除电网闪边及瞬时跌落；（2）具有无功补偿及谐波治理能力；（3）采用最新半导体技术，响应速度快，整机可靠性高；（4）后期维护方便。

ESC技术具有较好的经济效益，由于ESC具备电压治理、无功补偿及滤波等综合性能，可有效的降低城网、农网线路损耗，从而减少农网的输电成本。避免了由于电网电能质量差的原因造成的电器损坏与停电，提高了农户的用电质量与用电安全，缓解并消除了居民、农户与电网的矛盾，为农村建设做出重大贡献。通过改善电网的电能质量，从而延长变压器、开关、电缆等载流设备的使用寿命。

4 结语

同目前市场主流产品调压装置相比，ESC兼具电压调节、无功补偿、谐波治理功能的综合性补偿装置，且响应速度快，补偿精度高等优点。针对智能电网的需求，可通过GPRS将设备接入后台，进行集中监控。ESC将无级调节电压、无功补偿、谐波治理等功能集合在一台设备上进行治理，功能齐全，原理先进，设备可靠性高；功能性和适用性较高。ESC将成为未来市场的主流技术，同时为用户和电网带来巨大的经济效益。

参考文献

[1]杜瑞桂.农网低电压综合治理[D].保定：华北电力大学，2012.

[2]张明江，纪延超.三相不平衡与无功功率的综合补偿方法[J].电网技术，2008，（1）：20-23.endprint