電能質(zhì)量關(guān)系到電力系統(tǒng)及其電氣設(shè)備的安全和效率，關(guān)系到節(jié)能降耗、生產(chǎn)和生活，以及國民經(jīng)濟(jì)的總體效益。實(shí)施對電能質(zhì)量的科學(xué)監(jiān)管是建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的重要條件之一。電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是保障電能質(zhì)量的基本技術(shù)依據(jù)。2000年以來，為適應(yīng)電網(wǎng)的發(fā)展和電力市場的變化，國內(nèi)外均加快了對電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制訂和修訂步伐。
1 IEC電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
為了統(tǒng)一各國電氣設(shè)備或系統(tǒng)的電磁環(huán)境，以促進(jìn)電氣和電子技術(shù)領(lǐng)域有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的國際化，IEC于1973年建立了第77技術(shù)委員會(huì)(IEC/TC 77)，主要研究“設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力”。IEC/TC 77下設(shè)三個(gè)分技術(shù)委員會(huì)，即IEC/SC 77A(低頻現(xiàn)象)、IEC/SC 77B(高頻現(xiàn)象)、IEC/SC 77C(瞬時(shí)高能現(xiàn)象)。IEC對低頻和高頻的劃分界線是9kHz,即高于9kHz為“高頻”，9kHz及以下為“低頻”。顯然，在電力系統(tǒng)中，主要涉及低頻和高頻傳導(dǎo)電磁現(xiàn)象。IEC/TC 77的工作成果以IEC 61000系列電磁兼容(EMC)標(biāo)準(zhǔn)文件出版，EMC的范圍既有低頻也有高頻，既包括傳導(dǎo)性也包括空間電磁場干擾，該系列標(biāo)準(zhǔn)，目前包括7個(gè)部分，每個(gè)部分又可分若干項(xiàng)，以國際標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)報(bào)告形式出版。技術(shù)報(bào)告(TR)按其內(nèi)容標(biāo)明類型，共分三類，性質(zhì)上有所不同。
在上述框架內(nèi)，IEC出版了大量與電能質(zhì)量相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，其中相當(dāng)部分已被等同采用為國家標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。應(yīng)注意的是，EMC水平是為了協(xié)調(diào)目的而定出的一個(gè)參考值，有了這一參考值，便可以采用適當(dāng)?shù)姆椒ê驮６龋_定干擾源發(fā)射限值以及電氣設(shè)備抗擾限值。不能把EMC水平完全等同于電能質(zhì)量的限值，兩者既有密切聯(lián)系，又有區(qū)別。對此限于篇幅，不在文中展開討論。從表中可以看出：
(1)IEC大多數(shù)和電能質(zhì)量有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)文件已等同采用為國家標(biāo)準(zhǔn)文件;
(2)已采用為國標(biāo)文件的IEC標(biāo)準(zhǔn)文件，有的已修改，有了新版本，但相應(yīng)的國標(biāo)尚未修改，例如表中NO.3,4;
(3)有些IEC國際標(biāo)準(zhǔn)尚未采用為國標(biāo)，而實(shí)際上已在應(yīng)用，如NO.19。一般新版本和老版本相比，均有實(shí)質(zhì)性修改，所以等同的國家標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)及時(shí)跟上修改的步伐。特別是對IEC國際標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)積極組織高水平的工作組予以消化吸收。
在這里須指出：IEC/TC 77是專注于EMC的標(biāo)準(zhǔn)化，而從2003年開始，IEC/TC 8工作范圍由原來“電壓、電流等級和頻率標(biāo)準(zhǔn)化”擴(kuò)展到電能質(zhì)量領(lǐng)域，改名為“電能供應(yīng)系統(tǒng)方面”(System Aspects of Electrical Energy Supply)，其發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)框架中包括：術(shù)語、電力系統(tǒng)可靠性、連接規(guī)程、運(yùn)行、電網(wǎng)職責(zé)、計(jì)量、通信、電能供應(yīng)的特性(包括電壓、電流、頻率標(biāo)稱值及其變動(dòng)范圍，供電的連續(xù)性，電壓暫降、過電壓/欠電壓，電壓不平衡，電壓波動(dòng)以及諧波和間諧波等)。2004年9月TC8發(fā)表了第3特別工作組(AHG3)關(guān)于電能供應(yīng)特性的活動(dòng)方面的報(bào)告。2008年6月發(fā)表了一個(gè)“電力特性標(biāo)準(zhǔn)化”的技術(shù)報(bào)告，但至今尚未見到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)正式文本發(fā)布。IEC/TC8和我國“全國電壓電流等級和頻率標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)”(SAC/TC1)對口。
2 美國IEEE電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
美國的國家標(biāo)準(zhǔn)主要由IEEE制定。IEEE在國際上是一個(gè)非常有影響的組織，每年組織舉辦300次左右的技術(shù)交流會(huì)。至今，全世界約30%的技術(shù)文獻(xiàn)出自IEEE。IEEE已制定了900多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，另外還有700項(xiàng)左右的標(biāo)準(zhǔn)正在制定中。
IEEE電能質(zhì)量分委會(huì)成立于2002年，下設(shè)多個(gè)工作組，分別負(fù)責(zé)諧波、電壓質(zhì)量、電能質(zhì)量監(jiān)測、電能質(zhì)量分析和治理措施，以及電能質(zhì)量教育等標(biāo)準(zhǔn)化工作。在此之前，美國已制定了不少電能質(zhì)量方面的標(biāo)準(zhǔn)。1990年以后出版的主要標(biāo)準(zhǔn)概況見表2。從此表可以看出，美國對電能質(zhì)量領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化的工作起步較早，涉及面較廣，和IEC 61000標(biāo)準(zhǔn)相比，雖然系統(tǒng)性方面欠缺一些，但內(nèi)容上有一定的互補(bǔ)性，表現(xiàn)在：①針對敏感負(fù)荷供電，已發(fā)布多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)(見表2中NO.4,8,10);②對于電能質(zhì)量測量給予相當(dāng)?shù)年P(guān)注(見NO.7,15,16,18);③對諧波標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)充了實(shí)施導(dǎo)則(見NO.9,14);④對于電能質(zhì)量改善措施，制定了不少規(guī)程和導(dǎo)則(見NO.2,5,12,17);⑤涉及電能質(zhì)量術(shù)語、分析和關(guān)鍵的理論問題也制定了一些導(dǎo)則或標(biāo)準(zhǔn)(見NO.1,13,20)。
如上分析，從應(yīng)用角度，美國IEEE標(biāo)準(zhǔn)提供了不少電能質(zhì)量方面的實(shí)用技術(shù)和相關(guān)準(zhǔn)則，是很有參考價(jià)值的。但美國標(biāo)準(zhǔn)不如IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，內(nèi)容較龐雜。
3 我國電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制修訂概況
從上世紀(jì)80年代開始，改革開放促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，電網(wǎng)負(fù)荷結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化。隨之，電能質(zhì)量問題漸顯突出，國家標(biāo)準(zhǔn)主管部門將制定電能質(zhì)量系列標(biāo)準(zhǔn)列為重點(diǎn)項(xiàng)目之一，同時(shí)大量引進(jìn)以IEC 61000系列為主的先進(jìn)國際標(biāo)準(zhǔn)(均為等同采用，見表1)。至今由國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)及相關(guān)行業(yè)標(biāo)委會(huì)組織制定的電能質(zhì)量方面標(biāo)準(zhǔn)主要有：
(1)電能質(zhì)量指標(biāo)國家標(biāo)準(zhǔn)7項(xiàng)：①供電電壓偏差(GB/T 12325—2008);②電壓波動(dòng)和閃變(GB/T 12326—2008);③公用電網(wǎng)諧波(GB/T 14549—1993);④三相電壓不平衡(GB/T 15543—2008);⑤電力系統(tǒng)頻率偏差(GB/T 15945—2008);⑥暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓(GB/T 18481—2001);⑦公用電網(wǎng)間諧波(報(bào)批稿)。
(2)電能質(zhì)量測量國家標(biāo)準(zhǔn)一項(xiàng)：電能質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備通用要求(GB/T 19862—2005)。
(3)相關(guān)設(shè)備的國家標(biāo)準(zhǔn)一項(xiàng)：半導(dǎo)體變流器與供電系統(tǒng)的兼容及干擾防護(hù)導(dǎo)則(GB/T 10236—2006)。
(4)電能質(zhì)量治理設(shè)備(裝置)國家標(biāo)準(zhǔn)三項(xiàng)：①靜止型無功功率補(bǔ)償裝置(SVC)現(xiàn)場試驗(yàn)(GB/T 20297—2006);②靜止型無功功率補(bǔ)償裝置(SVC)功能特性(GB/T 20298—2006);③輸配電系統(tǒng)靜止無功補(bǔ)償器用晶閘管閥的試驗(yàn)(報(bào)批稿)。
(5)電能質(zhì)量行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)有13項(xiàng)：高壓靜止無功補(bǔ)償裝置(DL/T 1010.1～1010.5—2006);電能質(zhì)量測試分析儀檢定規(guī)程(DL/T 1028—2006);電能質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督規(guī)程(DL/T 1053—2007);電能質(zhì)量術(shù)語(報(bào)批稿);電能質(zhì)量監(jiān)測裝置運(yùn)行規(guī)程(報(bào)批稿);電能質(zhì)量監(jiān)測裝置技術(shù)規(guī)程(送審稿);串聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置一次設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程(送審稿);串聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置控制保護(hù)系統(tǒng)現(xiàn)場檢驗(yàn)規(guī)程(送審稿);低壓有源電力濾波裝置(征求意見稿);鏈?zhǔn)絊TATCOM系列標(biāo)準(zhǔn)(制定中);電能質(zhì)量評估技術(shù)導(dǎo)則(制定中);電壓監(jiān)測儀訂貨技術(shù)條件(DL500-92);低壓晶閘管投切濾波裝置技術(shù)規(guī)范(報(bào)批稿)。
從上述統(tǒng)計(jì)中可以看出，有4項(xiàng)國標(biāo)是2008年修訂的，這次修訂的宗旨是提高標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性、實(shí)用性和可操作性，要做到既向國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)靠攏、又符合國情。目前除諧波和間諧波標(biāo)準(zhǔn)外，其余4項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)均已于2008年批準(zhǔn)、發(fā)布。間諧波標(biāo)準(zhǔn)(報(bào)批稿)已于2009年年初完成。諧波標(biāo)準(zhǔn)修訂工作預(yù)計(jì)2009年底完成。
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是國家標(biāo)準(zhǔn)的必要補(bǔ)充和細(xì)化。從上述統(tǒng)計(jì)中可以看出，近年來，在電能質(zhì)量領(lǐng)域，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已受到關(guān)注，并有長足進(jìn)展，這個(gè)趨勢隨著電能質(zhì)量產(chǎn)業(yè)(監(jiān)測和治理裝置等方面)的崛起，必然有更快的進(jìn)展。
4 關(guān)于完善我國電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系的若干建議
我國電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)方面尚有大量工作要做。電能質(zhì)量應(yīng)遵循《電力法》的規(guī)定，制定相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(或地方標(biāo)準(zhǔn))、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等構(gòu)成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系;從內(nèi)容上講應(yīng)包括電網(wǎng)中電能質(zhì)量指標(biāo)、相關(guān)產(chǎn)品的制造、技術(shù)和運(yùn)行規(guī)范以及電能的交換、電價(jià)等;有關(guān)電能質(zhì)量問題應(yīng)廣泛滲透到電力規(guī)劃、設(shè)計(jì)、安裝、試驗(yàn)、運(yùn)行和管理的規(guī)程中。
現(xiàn)行《電力法》(1996年4月起實(shí)施)中關(guān)于電能質(zhì)量的規(guī)定存在一定缺點(diǎn)，基本上只強(qiáng)調(diào)供電企業(yè)責(zé)任，這是不妥當(dāng)?shù)�。維護(hù)公用電網(wǎng)的電能質(zhì)量是供電企業(yè)和用戶的共同責(zé)任，盡管供電企業(yè)應(yīng)起主導(dǎo)作用。按《電力法》規(guī)定，上網(wǎng)電價(jià)應(yīng)實(shí)行“同網(wǎng)同質(zhì)同價(jià)”，至今未見頒布相應(yīng)的行政規(guī)定。此條規(guī)定實(shí)際上是對電能長期執(zhí)行“以量計(jì)價(jià)”的重要補(bǔ)充。實(shí)行“同質(zhì)同價(jià)”，就是意味著“優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)”、“劣質(zhì)低價(jià)”，并必然導(dǎo)致“污染罰款”，這是促使電能質(zhì)量提高的經(jīng)濟(jì)杠桿，具有十分重要意義。當(dāng)然，由于電能質(zhì)量問題的復(fù)雜性，“同質(zhì)同價(jià)”難以一步到位，宜由簡到繁分步驟分指標(biāo)實(shí)施，并先做好試點(diǎn)工作。
2004年，全國電壓電流等級和頻率標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)秘書處主持完成了《電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系完善化研究》，該項(xiàng)目是由國家發(fā)改委下達(dá)的。研究報(bào)告提出的電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)框架如下：
(1)術(shù)語;
(2)限值和基本要求系列標(biāo)準(zhǔn)，包括以下十個(gè)指標(biāo)：①供電電壓偏差;②電力系統(tǒng)頻率偏差;③諧波(包括間諧波);④電壓不平衡度;⑤電壓波動(dòng)和閃變;⑥電壓暫升、暫降;⑦短時(shí)和長時(shí)斷電;⑧暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓;⑨電壓波形缺口;⑩信號電壓;
(3)監(jiān)視、測量、評估方法系列標(biāo)準(zhǔn);
(4)監(jiān)視、測量、分析儀器設(shè)備系列標(biāo)準(zhǔn);
(5)電能質(zhì)量控制裝置及應(yīng)用導(dǎo)則系列標(biāo)準(zhǔn)：包括用于吸收電網(wǎng)諧波、改善電網(wǎng)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量特性的設(shè)備、裝置及其應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，例如：①靜止無功補(bǔ)償裝置(SVC);②串聯(lián)補(bǔ)償裝置(SC);③無源濾波兼無功補(bǔ)償裝置(PF);④晶閘管投切電容器或電抗器(TSC或TSR);⑤有源電力濾波器(APF);⑥靜止無功發(fā)生器(SVG)等;
(6)電能質(zhì)量管理的系列標(biāo)準(zhǔn)，此系列標(biāo)準(zhǔn)需結(jié)合電力監(jiān)管體制的改革和完善，在不斷總結(jié)國內(nèi)外電力市場運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上逐漸形成。
以上電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)框架通過了專家組評審，得到認(rèn)可，并將在標(biāo)委會(huì)逐年工作計(jì)劃中予以安排。
5 結(jié)束語
電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化工作隨著電能質(zhì)量重要性的提高，電能質(zhì)量產(chǎn)業(yè)的崛起以及電力市場的發(fā)展，受到廣泛的關(guān)注。文中論述了近年來國內(nèi)外電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的一些新進(jìn)展。國外標(biāo)準(zhǔn)介紹了IEC 61000系列標(biāo)準(zhǔn)和美國IEEE相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，指出我國應(yīng)加大引進(jìn)國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)力度，及時(shí)跟蹤其變化。國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)近年來已明顯加快了制定和修訂的步伐，表現(xiàn)在：
(1)電能質(zhì)量指標(biāo)的六項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)中五項(xiàng)已經(jīng)完成(或正在)修訂;
(2)電能質(zhì)量測量、相關(guān)電氣設(shè)備以及治理設(shè)備(裝置)的標(biāo)準(zhǔn)也已有少量問世;
(3)一批行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完成(或正在)制定;
(4)在國家發(fā)改委支持下，完成了《電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系完善化研究》項(xiàng)目，提出了較完善的電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)框架。
文中著重指出，電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化工作尚有大量工作要做，現(xiàn)行《電力法》中關(guān)于電能質(zhì)量的規(guī)定存在一定缺點(diǎn)，相關(guān)的“同網(wǎng)同質(zhì)同價(jià)”行政規(guī)定應(yīng)盡快制定發(fā)布。
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