摘要：本文敘述了現代電力的特點，以及日益嚴重的電力污染。比較了電力污染與電磁污染的聯(lián)系和區(qū)別。論述了一門新的邊緣分支學科“電磁工程學”的形成過程概況。

關鍵詞：電力污染 電磁工程學

《淺談現代電力與電力污染》這個題目是現代工業(yè)引起環(huán)境污染這一現實引伸出來的。電能或電力是公認的清潔動力。但眾所周知，它也存在著污染。電能已成為經濟發(fā)展、社會生活的重要部分。隨著電磁能利用范圍的擴大與利用能量的日益提高，存在于地球上的電磁波不斷地增強而且頻帶極寬。

這種電磁波與宇宙雜波相比較，對人類的社會生活和國民經濟有著巨大的影響。它不僅直接影響到各個領域中電子設備的正常工作，使之信息失真，控制失控，更為嚴重的是，在大強度電磁輻射長期作用下，可使生物的生理、生態(tài)受到影響和危害，影響人的健康和活力。這也造成了環(huán)境污染，即所謂電磁煙霧。 隨著電磁污染問題的日益嚴重，研究的深入與發(fā)展，解決的工程技術手段的進展、發(fā)展與完善，近二三十年新創(chuàng)立了一門邊緣學科“環(huán)境電磁工程學”或“環(huán)境電磁兼容學”，在電磁與電磁控制領域內進行廣泛而深入地研究與探討。 我國學者趙玉峰先生在他所著《環(huán)境電磁工程學》一書中把環(huán)境電磁工程學的研究內容概括為以下九個方面：

(一)研究由于電磁能的利用范圍不斷擴大和不斷發(fā)展帶來的變化;

(二)研究電磁輻射在環(huán)境中的分布特點與規(guī)律，電磁與高溫、高濕、放射性等多項的作用;

(三)研究電磁場對人體的危害和對武器裝備、可燃性油、氣類等的潛在危險性;

(四)研究電磁輻射所引起的工業(yè)干擾及其干擾特性;

(五)研究電磁場強度測定儀器、標準計量理論以及檢測方法與操作技術;

(六)研究電磁和諧條件，制訂工業(yè)干擾與輻射安全衛(wèi)生標準;

(七)研究電磁輻射作用區(qū)域，探討電子敏感儀器、導彈等武器裝備以及燃性油的安全放置位置與距離;

(八)研究抑制技術與防護方案;

(九)研究與上述內容相應的理論。 從以上內容可以看出，就電力系統(tǒng)而言，電磁污染，相應的電磁環(huán)境學研究的是電力設備對周圍電子設備的影響與防護。 本文講的“電力污染”與相應這一問題提出的“電力環(huán)境”這一概念是指電力系統(tǒng)內部(包括電力用戶的用電器具)某些元件產生的污染對與系統(tǒng)相連接的電氣設備(通過地相連接的金屬管道及構件)的影響與防護，以及對周圍通信系統(tǒng)的干擾與影響。 現代電力的超高電壓，特大電流形成強大電磁場對環(huán)境的污染日趨嚴峻了。這是電磁環(huán)境工程學的任務。電力工業(yè)的發(fā)展出現了新的情況、出現了新的污染。

一、機電設備容量增大，應用廣泛，節(jié)省材料變得十分有意義。

二、電能的使用范圍擴大，電力用戶中涌進了大量的沖擊、非線性負載及不平衡負荷，如電弧爐、電焊、電氣化鐵道等。

三、電力電子技術的發(fā)展，電力用戶采用了大量時變控制的非線性元件，目前在各工業(yè)、交通部門及家用電器都得到越來越廣泛的應用，我國國務院、國家科委已把推廣使用電力電子技術作為我國的技術政策之一，這意味著我國供電系統(tǒng)的負荷已日趨非線性化與時變化。

四、高壓直流輸電因其獨特的優(yōu)點將會在電力系統(tǒng)中進一步發(fā)展使用。它不僅可作遠距離大功率輸電，它還可用于海底電纜送電;不同額定頻率或相同額定頻率非同步運行的交流系統(tǒng)之間的連絡;用地下電纜向用電密度高的城市供電，系統(tǒng)互聯(lián)或配電網增密時，作為限制短路電流的措施等等。

五、現代技術裝備，要求高質量的電能，電能質量，包括電壓、頻率與波形。電能的質量不僅直接影響用電器具的使用效能，而且它影響到整個國民經濟的整體效益以及我國產品在國際上的競爭能力，這些不良影響或危害可以歸納為以下八個方面：

1、激發(fā)諧振，引起破壞性的過電流與過電壓;

2、產生附加功率損耗，降低效率;

3、引起發(fā)熱，加速絕緣老化，縮短設備使用壽命;

4、使測量儀表誤差增加，影響監(jiān)控效果與經濟效益;

5、使自動裝置失靈，控制失控，使設備不能正常運行;

6、使繼電保護不能正確動作一誤動或拒動;

7、大的有功和無功沖擊，造成電壓和頻率的大幅度波動，將會造成負載，甚至系統(tǒng)的不穩(wěn)定;

8、電壓閃變，惡化工作環(huán)境，有害人體健康與工作效率。 這些影響已經嚴重影響電力用戶和供電網的正常工作，并已造成了嚴重的損失，從近年來國內外的文獻看來，電力污染的概念已經大大擴展了，近十幾年間電力諧波的研究，更準確一點說電力污染的研究，已經超過了電力系統(tǒng)(習慣上)的范疇，并已形成自己特有的理論體系、分析研究方法、控制與治理技術、監(jiān)測方法與技術、限制標準與管理制度。

近一段時期以來，對于電力污染的研究，著重在以下幾個方面：

1、新污染源模型的建立以及提高模型的精確度，重點在非理想狀態(tài)下的模型與隨機性模型。

2、提高供電系統(tǒng)模型的精度。電力污染與其它污染相比有個突出的特點，與供電網關系十分密切。畸變波及暫態(tài)波在電網上傳播取決于電網參數，它可使畸變受到抑制，也可使畸變放大。模型考慮了不同頻率電流下的電阻、電感，計及駐波效應的長線模型，計及布置不對稱的三相網絡模型等。

3、把在網絡理論基礎上建立起來的網絡分析法有效地利用于諧波分析，把頻域分析與時域分析結合起來，從傅里葉分析發(fā)展到小波分析，把確定性分析與隨機分析結合起來。

4、在測量方法與測量技術上有了較大的發(fā)展，已開發(fā)了新型測量儀器、監(jiān)測系統(tǒng)、并向多功能、智能化方向發(fā)展。

5、在研究污染影響及設備可容度的基礎上，制訂并完善了一批限制標準與管理法規(guī)，并正在組織貫徹執(zhí)行。

6、在污染治理上，提高電能質量，繼續(xù)改善原有治理方法與手段的同時，開發(fā)新的裝置并提出了一些新的思路。如基于閉環(huán)控制的自動調諧濾波器，并聯(lián)濾波器與串聯(lián)濾波器配合使用，無源濾波器與有源濾波器結合組成的混合補償裝置可以起到取長補短的效果，把波形補償與相位補償結合起來;將常規(guī)靜止無功補償(SVC)、濾波器與動態(tài)功率補償濾波器(DPF)結合起來可獲得非線性、非周期復雜畸變的最優(yōu)控制，使功率因數為1，諧振最小，電壓穩(wěn)定，負載最優(yōu)。這樣就將污染治理與電網運行控制結合在一起了。

7、有關電力污染及電能質量的新理論，概念、定義有了新發(fā)展，對一些問題和術語進行了討論。

基本結論：

電力污染隨著現代電力的發(fā)展不斷出現并日趨嚴重。電力污染與系統(tǒng)關系密切，實質上是電能質量問題，涉及面廣，具有獨特的復雜性，難于認識并難于治理。電力污染也隨著技術的發(fā)展可以得到有效的控制，并最終將與電網運行控制結合起來。電力污染的理論發(fā)展與實踐，逐步形成自己的理論體系與工程實踐，并因此而形成一門新的邊緣分支學科一電力環(huán)境工程學。

參考文獻：

1吳競呂編著，供電系統(tǒng)諧波，中國電力出版社，1998年;

2陸廷信編著。供電系統(tǒng)中的諧波分析測量與抑制，機械工業(yè)出版社，1990年：