电力电子设备与电能质量

摘要：本文介绍了电力电子设备电能质量的相互关系，从电力电子设备对电能质量的有害影响的分析入手，本文分析了整流和逆变电路对于电能质量的危害，并且给出了具体数据。然后提出改善电能质量的电力电子设备（不停电电源，动态电压恢复器，等）的原理、结构和方法，最后介绍了用户电力技术的概念。
关键词：电能质量；电力电子；动态电压恢复器； 超导储能系统；用户电力
Power Electronics and Power Quality
       Shu Hong  Wang Yi
(Electric Engineering School Beijing Jiaotong University, Beijing 100044)
    Abstract：This paper puts emphasis on the relationship between power electronics devices and power quality. Discussing negative affect, the paper analyzes rectification circuit and inversion circuit, and quantitative results are given indicating negative influence on power quality brought by power electronics devices. Discussing positive affect, this paper introduces power quality conditioning devices such as uninterruptible power supply (UPS), dynamic voltage recovery (DVR), etc. The paper presents these devices’ theories, disadvantages and application foreground. The influences of power electronics devices on power quality are summarized at last and the theory of custom power is described.
    Key words: power quality；power electronics；DVR；SMES；custom power

0、前言
    随着经济的发展与人民生活水平的提高，大量性能对于电压质量非常敏感的基于计算机的控制设备和电子装置投入使用，而这些设备一旦不能正常工作将会对生产生活造成不可估量的损失，如惠普集成电路厂这样供电敏感的用户，20分钟的停电事故将会引起3000万美元的损失。电能质量的下降造成通信干扰，设备及材料过热，鉴于此，电能质量问题逐渐引起了供电部门和电力用户等社会相关部门的共同重视，电力用户对电能质量提出了更高的要求。
    供电部门和电力用户对电能质量负有共同的责任，为用户提供可靠合格的电能无疑是供电部门不可推卸的责任，但电力用户对于电能质量的影响也是不可忽略的，不仅不可忽略，用电设备是影响电能质量的主要因素。
    用电设备中很大一部分是电力电子装置，电力电子装置的出现和广泛应用是以电力电子技术的发展为前提的。
    电力电子技术以计算机技术和功率半导体制造技术为基础和先导,由于开关器件功率处理能力和切换速度近年来有了显著提高,电力电子装置的工业市场和应用领域正在不断扩大,电力电子装置在合理开发利用能源方面正发挥着日趋重要的作用。目前，大概10%-20%的电能是经过电力电子装置处理的，这个数字到2010年左右将会达到50%-60%[7]。由于电力电子装置的广泛应用，配电网的电能质量受到严重影响。日本的统计数据表明从1983年到1994年的10年间，日本6.6kv配电系统中的谐波含量由3%迅速上升到5%。