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[技术应用]突发事件型电能质量的经济评估
来源: | 作者: | 发布时间: 2021-03-04 | 31 次浏览 | 分享到:

  1 引言

  随着高新技术产业的发展,计算机、电力电子和微电子技术的广泛应用,电能质量对国民经济和人民生活的影响与日俱增。从实用角度,电能质量指标可分为变化型指标(即和连续性扰动相关的指标)和事件型指标(即和突发性扰动相关的指标)[1]。变化型指标主要有电压偏差、频率偏差、谐波、三相不平衡、电压波动和闪变等;突发事件型指标主要有电压暂降、暂升和短时(瞬时)中断等。可以采取不同措施解决电能质量问题。改善电能质量,既有技术效益,也有经济效益。经济效益的评估涉及的因素较多,且对改善电能质量措施的采用有时起关键的作用,值得深入研究。目前这方面发表的文献较少,特别是对突发事件型指标经济效益的分析,缺少相关的参考资料。本文扼要介绍突发事件型指标的经济效益评估方法,提供一些国外实用计算参考资料,有助于专业人员开展这方面的研究工作,为提高我国电能质量水平,保证重要用户供电提供依据。

  2 突发事件型指标经济评估概述

  当输配电系统中发生短路故障、感应电机起动、雷击、开关操作、变压器以及电容器组的投切等事件时,均可能引起供电电压的暂降、暂升和短时(瞬时)中断等一类的突发性事件,对敏感用户(以微电子技术为核心的负荷)造成危害。据介绍,一次2个周波左右电压暂降或中断,可能使半导体制造厂生产线停顿,造成损失达数百万美元;某计算机中心2s的供电中断,引起约60万美元的损失。类似事件很多、不胜枚举。据统计,在欧美发达工业国,由电压暂降或短时(瞬时)中断引起电力用户对供电的投诉占整个电能质量问题投诉数量的80%以上。

  要解决这一类电能质量的危害,必须进行下列工作:(1)掌握供用电系统产生这类事件的特性以及设备本身耐受特性;(2)估算与电能质量突发事件相关的损失费用;(3)提出可能采用的解决方案,评估这些方案的费用和效益;(4)按投资和效益综合最佳的原则,确定方案。

  下面对以上四方面问题分别作扼要介绍。

  3.供电系统特性以及设备耐受特性

  首先了解供电系统受到的扰动种类和其发生的频度。对于大多数工业设备,最主要的扰动为电压暂降和短时断电,这些现象在电力部门可靠性统计中未被包括在内[我国供电可靠性指标中的停电是指供电电压幅值为零且持续时间超过5min(有的国家规定为1min以上)的现象]。

  对于设备处发生的电压暂降,一般用其幅值和持续时间来表征其特性。图1是发生在美国某个塑料制造厂电压暂降的幅值和持续时间电能质量事件的例子。图中同时绘出美国标准SEMI F47中所规定的半导体制造设备耐受水平曲线,在曲线上方的事件,设备应能承受。此标准中的曲线也对其它许多工业有指导作用。图中加圆圈的数据点表示所发生的事件导致生产过程中断。显然,该工厂的设备还不能满足SEMI F47标准。

  图1 某制造厂电压暂降事件

  (凡是引起生产过程破坏的事件,加圆圈表示)