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(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)三個分技術(shù)委員會,即IEC/SC 77A(低頻現(xiàn)象)、IEC/SC 77B(高頻現(xiàn)象)、IEC/SC 77C(瞬時高能現(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個部分,每個部分又可分若干項,以國際標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)報告形式出版。技術(shù)報告(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)目的而定出的一個參考值,有了這一參考值,便可以采用適當(dāng)?shù)姆椒ê驮６?確定干擾源發(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),而實際上已在應(yīng)用,如NO.19。一般新版本和老版本相比,均有實質(zhì)性修改,所以等同的國家標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)及時跟上修改的步伐。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、運行、電網(wǎng)職責(zé)、計量、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)特性的活動方面的報告。2008年6月發(fā)表了一個“電力特性標(biāo)準(zhǔn)化”的技術(shù)報告,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”(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。至今,全世界約30%的技術(shù)文獻出自IEEE。IEEE已制定了900多項標(biāo)準(zhǔn),另外還有700項左右的標(biāo)準(zhǔn)正在制定中。

IEEE電能質(zhì)量分委會成立于2002年,下設(shè)多個工作組,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)容上有一定的互補性,表現(xiàn)在:①針對敏感負(fù)荷供電,已發(fā)布多項標(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)補充了實施導(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)量方面的實用技術(shù)和相關(guān)準(zhǔn)則,是很有參考價值的。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,改革開放促進了我國經(jīng)濟快速發(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)列為重點項目之一,同時大量引進以IEC 61000系列為主的先進國際標(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)委員會及相關(guān)行業(yè)標(biāo)委會組織制定的電能質(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:①供電電壓偏差(GB/T 12325—2008);②電壓波動和閃變(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暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓(GB/T 18481—2001);⑦公用電網(wǎng)間諧波(報批稿)。

(2)電能質(zhì)量測量國家標(biāo)準(zhǔn)一項: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:半導(dǎo)體變流器與供電系統(tǒng)的兼容及干擾防護導(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:①靜止型無功功率補償裝置(SVC)現(xiàn)場試驗(GB/T 20297—2006);②靜止型無功功率補償裝置(SVC)功能特性(GB/T 20298—2006);③輸配電系統(tǒng)靜止無功補償器用晶閘管閥的試驗(報批稿)。

(5)電能質(zhì)量行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計有13項:高壓靜止無功補償裝置(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(報批稿);電能質(zhì)量監(jiān)測裝置運行規(guī)程(報批稿);電能質(zhì)量監(jiān)測裝置技術(shù)規(guī)程(送審稿);串聯(lián)電容器補償裝置一次設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程(送審稿);串聯(lián)電容器補償裝置控制保護系統(tǒng)現(xiàn)場檢驗規(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(報批稿)。

從上述統(tǒng)計中可以看出,有4項國標(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、實用性和可操作性,要做到既向國際先進標(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項標(biāo)準(zhǔn)均已于2008年批準(zhǔn)、發(fā)布。間諧波標(biāo)準(zhǔn)(報批稿)已于2009年年初完成。諧波標(biāo)準(zhǔn)修訂工作預(yù)計2009年底完成。

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是國家標(biāo)準(zhǔn)的必要補充和細(xì)化。從上述統(tǒng)計中可以看出,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,并有長足進展,這個趨勢隨著電能質(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)和運行規(guī)范以及電能的交換、電價等;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、安裝、試驗、運行和管理的規(guī)程中。

現(xiàn)行《電力法》(1996年4月起實施)中關(guān)于電能質(zhì)量的規(guī)定存在一定缺點,基本上只強調(diào)供電企業(yè)責(zé)任,這是不妥當(dāng)?shù)摹＞S護公用電網(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)電價應(yīng)實行“同網(wǎng)同質(zhì)同價”,至今未見頒布相應(yīng)的行政規(guī)定。此條規(guī)定實際上是對電能長期執(zhí)行“以量計價”的重要補充。實行“同質(zhì)同價”,就是意味著“優(yōu)質(zhì)優(yōu)價”、“劣質(zhì)低價”,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”難以一步到位,宜由簡到繁分步驟分指標(biāo)實施,并先做好試點工作。

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》,該項目是由國家發(fā)改委下達(dá)的。研究報告提出的電能質(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電壓波動和閃變;⑥電壓暫升、暫降;⑦短時和長時斷電;⑧暫時過電壓和瞬態(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靜止無功補償裝置(SVC);②串聯(lián)補償裝置(SC);③無源濾波兼無功補償裝置(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)外電力市場運行經(jīng)驗的基礎(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)委會逐年工作計劃中予以安排。

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)加大引進國外先進標(biāo)準(zhǔn)力度,及時跟蹤其變化。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)的六項國家標(biāo)準(zhǔn)中五項已經(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,相關(guān)的“同網(wǎng)同質(zhì)同價”行政規(guī)定應(yīng)盡快制定發(fā)布。