近日，山西省2017年度科學(xué)技術(shù)獎評審結(jié)果出爐，國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院電力沖擊負荷特性研究實驗室承擔的科研項目--《網(wǎng)荷協(xié)調(diào)供電質(zhì)量精細化評估》獲得科技進步一等獎。"網(wǎng)荷協(xié)調(diào)""沖擊負荷""電能質(zhì)量""優(yōu)質(zhì)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(guān)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(zhì)量、防治電網(wǎng)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(zhì)量污染，其中一項重要的污染指標“諧波”，就是電網(wǎng)輸配電系統(tǒng)中產(chǎn)生的一種異?；坞姴?，“諧波”污染盡管看不見摸不著，卻在電網(wǎng)處處頑固存在著，對輸電線路和用電設(shè)備都會產(chǎn)生影響，被稱為電能質(zhì)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(zhì)量污染?！睂嶒炇抑鞴艹t博士告訴記者：“電能質(zhì)量污染輕則增加能耗、縮短設(shè)備壽命，重則會造成電網(wǎng)事故，甚至電網(wǎng)局部癱瘓?！睋?jù)亞洲電能質(zhì)量聯(lián)盟在2017年發(fā)布的《電能質(zhì)量產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》顯示：美國每年因電能質(zhì)量問題造成的經(jīng)濟損失約為150億至240億美元；歐洲因電能質(zhì)量問題造成的年經(jīng)濟損失約為150億歐元。近年來，隨著經(jīng)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(wǎng)關(guān)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(wǎng)安全和正常供用電的影響也逐漸凸顯，如何維護電網(wǎng)安全、保障供電質(zhì)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(shù)"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(wǎng)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(nèi)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(shè)備。然而，針對多電氣化鐵路供電牽引站集中接入電網(wǎng)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(wǎng)區(qū)域比喻成一張碩大的桌子，不同牽引站的治理設(shè)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(yīng)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(chǎn)生新的問題?！?/p>
為了應(yīng)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(zhì)量多指標動態(tài)聯(lián)合治理與參數(shù)優(yōu)化技術(shù)，采用自主設(shè)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(wǎng)的綜合治理工程應(yīng)用?！耙郧靶枰诿總€牽引站加裝的設(shè)備，現(xiàn)在只需集中接入一個匯集變電站，就能進行電能質(zhì)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(shù)的應(yīng)用，不但解決了電能質(zhì)量多指標綜合補償難題，大幅提高了電網(wǎng)安全供電水平，還明顯降低了設(shè)備維護成本和設(shè)備損耗。 “如今，我國電氣化鐵路已經(jīng)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(wǎng)源頭“防污”
近年來，隨著我省重載電氣化鐵路的開通鋪設(shè)、冶煉行業(yè)高功率電弧爐的運用，以及風(fēng)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(wǎng)，造成電網(wǎng)電能品質(zhì)下降，隨之而來的是電能損耗不斷上升和電網(wǎng)設(shè)備壽命的縮短。據(jù)了解，每年全省因電能質(zhì)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(nèi)拉起了一張電能質(zhì)量監(jiān)測的天網(wǎng)，從源頭抓起，對接入電網(wǎng)的各類污染源開展電能質(zhì)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(wǎng)，將山西電力節(jié)能治污技術(shù)提升到了一個新的高度。
在電力科學(xué)研究院電力沖擊負荷特性研究實驗室內(nèi)，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(wǎng)運行數(shù)據(jù)，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(zhuǎn)換的監(jiān)控畫面，逐個觀察電網(wǎng)情況?！半娔苜|(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)從2009年開始建設(shè)，到現(xiàn)在，監(jiān)測對象已經(jīng)覆蓋全省90%的電氣化鐵路牽引站、100%的大型風(fēng)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?！崩顒傥慕榻B，截至目前，實驗室已完成包括大西高鐵牽引站在內(nèi)的83座大型電能質(zhì)量污染源接入電網(wǎng)評估工作，診病于未治，在接入電網(wǎng)前就將電能污染消化于無形，提高了電網(wǎng)的優(yōu)質(zhì)供電服務(wù)水平。
在多年來的生產(chǎn)及科技項目研究過程中，實驗室在電能質(zhì)量與節(jié)能技術(shù)領(lǐng)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(quán)國家專利36項，發(fā)表技術(shù)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(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)”，依托于電科院科技創(chuàng)新城的試驗基地，將開展電能質(zhì)量、新能源和儲能試驗示范工程應(yīng)用研究，為我省能源轉(zhuǎn)型提供引領(lǐng)和支撐。 “高水平的電能質(zhì)量，有助于構(gòu)建和諧的供用電關(guān)系，對提高營商環(huán)境，促進新時代山西經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展具有積極意義。未來，山西電網(wǎng)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。
