用户侧电能质量治理市场兴起
2021.11.12
随着我国经济社会的快速发展，电能质量问题成为电力用户日益关注的问题之一。对电力用户来说，开展电能质量治理，虽然前期存在一些固定投入，但是后期回报可观。
开展用户侧电能质量治理，既可以避免电力用户因功率因素不达标而被电网公司罚款，也可以有效节约电费，还可以保证设备安全稳定运行。因此，在用户侧开展电能质量治理逐渐被大多数电力用户所认可。那么，用户侧存在的电能质量问题主要有哪些？电能质量问题又主要集中于哪一些行业？中国电力报记者就此采访了河北沃邦电力科技有限公司（简称“沃邦”）总经理马洪亮、沃邦市场部经理李志超。
谐波治理和无功补偿是主旋律
马洪亮介绍，相对于电网来说，用户侧存在的电能质量问题主要包括谐波多和功率因数低，因此谐波治理和无功补偿是用户侧电能质量治理的重点所在。
谐波产生于各种非线性负载，随着电力电子技术的发展，电力用户使用的设备中，非线性负载设备数量大幅增加，小到一盏节能灯、一台计算机，大到轨道交通牵引设备、医疗CT机等，这些设备都是谐波的产生源。
各种非线性负载产生的谐波，给电力用户造成的损失不可轻视。一是会造成电气设备的老化和过热，老化会降低设备使用寿命、拉高设备使用成本，过热则容易导致火灾。二是会影响设备的使用质量，如造成电机震动和噪音，影响生产生活。三是会使设备出现误动和拒动，造成如计量装置误差变大、继电保护装置异常动作等事故。
谐波的危害很多，但是谐波却是一个不容易被发现的电能质量问题，因此广大电力用户尤其需要重视。
李志超举例说：“某工厂的生产设备一段时间经常产生各种噪声，并且生产的产品合格率大大降低，工厂方面刚开始始终没有找出原因，后经电能质量检测机构检测才发现‘罪魁祸首’是谐波畸变率过高。”
如果说谐波对电力用户的影响是隐性的，那么功率因数对电力用户的影响则要明显得多。为提高电能使用效率，对于电能功率因数不达标的电力用户，电网公司都会对其进行罚款。
功率因数是有功功率和视在功率的比值，在视在功率一定情况下，要提高功率因数可以通过提高有功功率实现。为保证有功功率的值尽可能大，就需要在负荷侧安装无功补偿装置，将电网输送的无功功率值尽可能减少。
对于电力用户来说，通过无功补偿提高功率因数，既可以避免功率因数不达标而被罚款，也可以为电力用户节省一定电费，增加变压器裕度，带动更多用电设备。
经过数十年的发展，我国无功补偿装置也由纯电容补偿装置发展为串联电抗器安全电容补偿装置和低压SVG补偿装置。随着技术的发展，目前我国无功补偿装置的补偿效果越来越明显，补偿方式也越来越柔性。
五大行业是重点领域
在电力用户市场中，五大行业是电能质量治理需求较集中领域，是治理需求的重要增长。
近年来，伴随着我国电子信息技术的快速发展，数据中心的数量越来越多，规模也越来越大。与此同时，数据中心的电能质量问题也越来越突出，该领域主要以谐波为主。
李志超表示，数据中心一方面对电能质量的要求较高，另一方面又是重要的谐波产生源，以银行的数据中心为例，电能质量问题可能会导致的丢失，造成经济损失。但是，数据中心的供电系统如UPS、IT系统和制冷系统如变频空调、制冷设备等，又会产生大量的谐波。随着我国云计算、大数据产业的发展，未来数据中心会越来越多，数据中心的电能质量治理需求也会越来越旺盛。
轨道交通也是我国用户侧电能质量问题较多的领域之一，主要存在的问题有谐波、功率因数低、三相不平衡等。
目前我国的地铁车辆均为直流牵引，牵引供电设备会产生大量高次谐波。车辆越多、运行间隔越短、谐波越大。此外，由于节能降耗的需要，大量采用变频设备。如：变频风机、电子整流节能灯、UPS等。这些负载会产生大量低次谐波。地铁运行期间，各种非线性负载工作谐波量较大，不运行期间负荷较低、电缆较长产生大量容性无功返送电网，造成罚款。
在汽车制造行业，电能质量问题同样不容小觑。各类型车间都存在不同电能质量问题，其中冲压车间设备多采用变频方法调节油泵，容易产生谐波；涂装车间用电负荷主要为风机和整流装置，其整流装置也含有大量高次谐波；焊接车间点焊机是典型的冲击性负荷，点焊机断续工作，功率因数较低，一般在0.5左右。
在医院，电能质量问题产生源头多、危害大。医院的配电系统和一些医疗设备，容易产生大量的谐波，这些谐波轻则会造成医疗设备丢失影像、数据，重则造成设备死机，甚至造成内部电子器件放电和击穿，带来的损失巨大。
此外，市政建筑中的动力系统、照明系统、办公系统也是电能质量问题较为集中的领域，随着办公智能化水平的不断提高，对电能质量的要求也将相应提高。
开展用户侧电能质量治理，既可以避免电力用户因功率因素不达标而被电网公司罚款，也可以有效节约电费，还可以保证设备安全稳定运行。因此，在用户侧开展电能质量治理逐渐被大多数电力用户所认可。那么，用户侧存在的电能质量问题主要有哪些？电能质量问题又主要集中于哪一些行业？中国电力报记者就此采访了河北沃邦电力科技有限公司（简称“沃邦”）总经理马洪亮、沃邦市场部经理李志超。
谐波治理和无功补偿是主旋律
马洪亮介绍，相对于电网来说，用户侧存在的电能质量问题主要包括谐波多和功率因数低，因此谐波治理和无功补偿是用户侧电能质量治理的重点所在。
谐波产生于各种非线性负载，随着电力电子技术的发展，电力用户使用的设备中，非线性负载设备数量大幅增加，小到一盏节能灯、一台计算机，大到轨道交通牵引设备、医疗CT机等，这些设备都是谐波的产生源。
各种非线性负载产生的谐波，给电力用户造成的损失不可轻视。一是会造成电气设备的老化和过热，老化会降低设备使用寿命、拉高设备使用成本，过热则容易导致火灾。二是会影响设备的使用质量，如造成电机震动和噪音，影响生产生活。三是会使设备出现误动和拒动，造成如计量装置误差变大、继电保护装置异常动作等事故。
谐波的危害很多，但是谐波却是一个不容易被发现的电能质量问题，因此广大电力用户尤其需要重视。
李志超举例说：“某工厂的生产设备一段时间经常产生各种噪声，并且生产的产品合格率大大降低，工厂方面刚开始始终没有找出原因，后经电能质量检测机构检测才发现‘罪魁祸首’是谐波畸变率过高。”
如果说谐波对电力用户的影响是隐性的，那么功率因数对电力用户的影响则要明显得多。为提高电能使用效率，对于电能功率因数不达标的电力用户，电网公司都会对其进行罚款。
功率因数是有功功率和视在功率的比值，在视在功率一定情况下，要提高功率因数可以通过提高有功功率实现。为保证有功功率的值尽可能大，就需要在负荷侧安装无功补偿装置，将电网输送的无功功率值尽可能减少。
对于电力用户来说，通过无功补偿提高功率因数，既可以避免功率因数不达标而被罚款，也可以为电力用户节省一定电费，增加变压器裕度，带动更多用电设备。
经过数十年的发展，我国无功补偿装置也由纯电容补偿装置发展为串联电抗器安全电容补偿装置和低压SVG补偿装置。随着技术的发展，目前我国无功补偿装置的补偿效果越来越明显，补偿方式也越来越柔性。
五大行业是重点领域
在电力用户市场中，五大行业是电能质量治理需求较集中领域，是治理需求的重要增长。
近年来，伴随着我国电子信息技术的快速发展，数据中心的数量越来越多，规模也越来越大。与此同时，数据中心的电能质量问题也越来越突出，该领域主要以谐波为主。
李志超表示，数据中心一方面对电能质量的要求较高，另一方面又是重要的谐波产生源，以银行的数据中心为例，电能质量问题可能会导致的丢失，造成经济损失。但是，数据中心的供电系统如UPS、IT系统和制冷系统如变频空调、制冷设备等，又会产生大量的谐波。随着我国云计算、大数据产业的发展，未来数据中心会越来越多，数据中心的电能质量治理需求也会越来越旺盛。
轨道交通也是我国用户侧电能质量问题较多的领域之一，主要存在的问题有谐波、功率因数低、三相不平衡等。
目前我国的地铁车辆均为直流牵引，牵引供电设备会产生大量高次谐波。车辆越多、运行间隔越短、谐波越大。此外，由于节能降耗的需要，大量采用变频设备。如：变频风机、电子整流节能灯、UPS等。这些负载会产生大量低次谐波。地铁运行期间，各种非线性负载工作谐波量较大，不运行期间负荷较低、电缆较长产生大量容性无功返送电网，造成罚款。
在汽车制造行业，电能质量问题同样不容小觑。各类型车间都存在不同电能质量问题，其中冲压车间设备多采用变频方法调节油泵，容易产生谐波；涂装车间用电负荷主要为风机和整流装置，其整流装置也含有大量高次谐波；焊接车间点焊机是典型的冲击性负荷，点焊机断续工作，功率因数较低，一般在0.5左右。
在医院，电能质量问题产生源头多、危害大。医院的配电系统和一些医疗设备，容易产生大量的谐波，这些谐波轻则会造成医疗设备丢失影像、数据，重则造成设备死机，甚至造成内部电子器件放电和击穿，带来的损失巨大。
此外，市政建筑中的动力系统、照明系统、办公系统也是电能质量问题较为集中的领域，随着办公智能化水平的不断提高，对电能质量的要求也将相应提高。
