近日，山西省2017年度科學技術獎評審結果出爐，國網山西省電力公司電力科學研究院電力沖擊負荷特性研究實驗室承擔的科研項目--《網荷協(xié)調供電質量精細化評估》獲得科技進步一等獎。"網荷協(xié)調""沖擊負荷""電能質量""優(yōu)質電力"，一個個專用名詞看似與我們的日常生活陌生而遙遠，實則關系著千家萬戶的用電體驗。這些一直在幕后默默工作的電力科研工作者們，在保衛(wèi)電能質量、防治電網污染的道路上，打響了一場"腦力"持久戰(zhàn)……
看不見的電能污染
說起環(huán)境污染，人們首先想到的，是看得見的霧霾空氣、堆積的垃圾和混濁的污水，而說起電能污染，人們就該一頭霧水了?！半姴皇亲罡蓛舻哪茉磫?？怎么還會有污染呢？”
其實，在須臾不可缺少的用電環(huán)境中，真的存在一種看不見的污染——電能污染。電能污染又稱電能質量污染，其中一項重要的污染指標“諧波”，就是電網輸配電系統(tǒng)中產生的一種異?；坞姴?，“諧波”污染盡管看不見摸不著，卻在電網處處頑固存在著，對輸電線路和用電設備都會產生影響，被稱為電能質量的一大“公害”。 “在日常生活中，大家都遇到過家中電燈忽明忽暗的情況，這種常見的電壓不穩(wěn)，就是一種輕微的電能質量污染?！睂嶒炇抑鞴艹t博士告訴記者：“電能質量污染輕則增加能耗、縮短設備壽命，重則會造成電網事故，甚至電網局部癱瘓?！睋喼揠娔苜|量聯(lián)盟在2017年發(fā)布的《電能質量產業(yè)發(fā)展白皮書》顯示：美國每年因電能質量問題造成的經濟損失約為150億至240億美元；歐洲因電能質量問題造成的年經濟損失約為150億歐元。近年來，隨著經濟的高速發(fā)展和用電需求的逐漸增高，電能污染日益加重，已成為電網關注的熱點。我省作為國家能源、重化工基地，電能污染問題尤為典型，對電網安全和正常供用電的影響也逐漸凸顯，如何維護電網安全、保障供電質量，成為了橫亙在電力科研工作人員面前的重要課題。
創(chuàng)新技術"抓捕""諧波"
2002年起，神朔、朔黃重載電氣化鐵路相繼鋪通運營，在打開了“西煤東運”重要通道的同時，也為山西電網帶來了不小的壓力。忻州義井變電站受電氣化鐵路牽引負荷的干擾，“諧波”嚴重超標，影響了包括太原衛(wèi)星發(fā)射中心在內的周邊用戶的正常用電。
按照傳統(tǒng)治理的理念，需要在電氣化鐵路的每個牽引站加裝治理設備。然而，針對多電氣化鐵路供電牽引站集中接入電網的新局面，老辦法顯然解決不了新問題。
“這就像是幾個人合力抬一張面積碩大的桌子，”實驗室專業(yè)工程師李勝文形象地打了一個比方：“我們把電能污染的電網區(qū)域比喻成一張碩大的桌子，不同牽引站的治理設備就是一個個抬桌子的工人。往哪個方向走，步子怎么邁，桌子抬多高……桌子越大，抬桌子的人越多，彼此呼應協(xié)作的難度也就越高，協(xié)作不到位，反而會事倍功半，甚至產生新的問題。”
為了應對這一難題，2009年，實驗室在義井變電站開全國之先河，首次提出了電能質量多指標動態(tài)聯(lián)合治理與參數(shù)優(yōu)化技術，采用自主設計創(chuàng)新的成套裝置，實現(xiàn)了5個重載電鐵牽引站集中接入電網的綜合治理工程應用?！耙郧靶枰诿總€牽引站加裝的設備，現(xiàn)在只需集中接入一個匯集變電站，就能進行電能質量多指標綜合治理”。2012年，義井變電站“諧波”治理工程取得明顯效果：創(chuàng)新技術的應用，不但解決了電能質量多指標綜合補償難題，大幅提高了電網安全供電水平，還明顯降低了設備維護成本和設備損耗。 “如今，我國電氣化鐵路已經進入高速發(fā)展時代，電氣化鐵路總里程躍升世界第一。這些驕人成績的背后，也有電力科研工作者的一份貢獻?！崩顒傥尿湴恋亟榻B。
全省拉網源頭“防污”
近年來，隨著我省重載電氣化鐵路的開通鋪設、冶煉行業(yè)高功率電弧爐的運用，以及風力和光伏等新能源發(fā)電的迅速發(fā)展，各種“諧波”干擾源不斷接入電網，造成電網電能品質下降，隨之而來的是電能損耗不斷上升和電網設備壽命的縮短。據了解，每年全省因電能質量問題直接和間接造成的電能損耗和損失逾億元。
為解決這一阻礙電力發(fā)展的電能污染難題，電力科研工作者們在全省境內拉起了一張電能質量監(jiān)測的天網，從源頭抓起，對接入電網的各類污染源開展電能質量評估、監(jiān)測和治理等全過程研究工作，這張傾注科研人員十數(shù)年心血打造的治污天網，將山西電力節(jié)能治污技術提升到了一個新的高度。
在電力科學研究院電力沖擊負荷特性研究實驗室內，一張布滿整堵墻的碩大顯示屏上，全省11個地市706個監(jiān)測點的電網運行數(shù)據，每天24小時不間斷地反饋回來。
科研人員手指輕敲鼠標，雙眼緊盯著不斷轉換的監(jiān)控畫面，逐個觀察電網情況?！半娔苜|量監(jiān)測系統(tǒng)從2009年開始建設，到現(xiàn)在，監(jiān)測對象已經覆蓋全省90%的電氣化鐵路牽引站、100%的大型風電場和光伏電站，以及鋼鐵冶金等污染源和武宿機場等重要用戶。”李勝文介紹，截至目前，實驗室已完成包括大西高鐵牽引站在內的83座大型電能質量污染源接入電網評估工作，診病于未治，在接入電網前就將電能污染消化于無形，提高了電網的優(yōu)質供電服務水平。
在多年來的生產及科技項目研究過程中，實驗室在電能質量與節(jié)能技術領域取得了豐碩成果。常瀟介紹，實驗室先后承擔了重點科技項目38項，獲得科技進步獎26項，授權國家專利36項，發(fā)表技術論文62篇，編制國家、行業(yè)等標準20項。
目前，實驗室正牽頭承擔著山西省重大專項“中低壓交直流配電網關鍵技術”，依托于電科院科技創(chuàng)新城的試驗基地，將開展電能質量、新能源和儲能試驗示范工程應用研究，為我省能源轉型提供引領和支撐。 “高水平的電能質量，有助于構建和諧的供用電關系，對提高營商環(huán)境，促進新時代山西經濟社會高質量發(fā)展具有積極意義。未來，山西電網的發(fā)展一定會更穩(wěn)定、更好，我們會一直努力，讓山西人用上放心電?！背t目光堅定地說。
