近日，山西省2017年度科学技术奖评审结果出炉，国网山西省电力公司电力科学研究院电力冲击负荷特性研究实验室承担的科研项目--《网荷协调供电质量精细化评估》获得科技进步一等奖。"网荷协调""冲击负荷""电能质量""优质电力"，一个个专用名词看似与我们的日常生活陌生而遥远，实则关系着千家万户的用电体验。这些一直在幕后默默工作的电力科研工作者们，在保卫电能质量、防治电网污染的道路上，打响了一场"脑力"持久战……
看不见的电能污染
说起环境污染，人们首先想到的，是看得见的雾霾空气、堆积的垃圾和混浊的污水，而说起电能污染，人们就该一头雾水了。“电不是最干净的能源吗？怎么还会有污染呢？”
其实，在须臾不可缺少的用电环境中，真的存在一种看不见的污染——电能污染。电能污染又称电能质量污染，其中一项重要的污染指标“谐波”，就是电网输配电系统中产生的一种异常畸形电波，“谐波”污染尽管看不见摸不着，却在电网处处顽固存在着，对输电线路和用电设备都会产生影响，被称为电能质量的一大“公害”。 “在日常生活中，大家都遇到过家中电灯忽明忽暗的情况，这种常见的电压不稳，就是一种轻微的电能质量污染。”实验室主管常潇博士告诉记者：“电能质量污染轻则增加能耗、缩短设备寿命，重则会造成电网事故，甚至电网局部瘫痪。”据亚洲电能质量联盟在2017年发布的《电能质量产业发展白皮书》显示：美国每年因电能质量问题造成的经济损失约为150亿至240亿美元；欧洲因电能质量问题造成的年经济损失约为150亿欧元。近年来，随着经济的高速发展和用电需求的逐渐增高，电能污染日益加重，已成为电网关注的热点。我省作为国家能源、重化工基地，电能污染问题尤为典型，对电网安全和正常供用电的影响也逐渐凸显，如何维护电网安全、保障供电质量，成为了横亘在电力科研工作人员面前的重要课题。
创新技术"抓捕""谐波"
2002年起，神朔、朔黄重载电气化铁路相继铺通运营，在打开了“西煤东运”重要通道的同时，也为山西电网带来了不小的压力。忻州义井变电站受电气化铁路牵引负荷的干扰，“谐波”严重超标，影响了包括太原卫星发射中心在内的周边用户的正常用电。
按照传统治理的理念，需要在电气化铁路的每个牵引站加装治理设备。然而，针对多电气化铁路供电牵引站集中接入电网的新局面，老办法显然解决不了新问题。
“这就像是几个人合力抬一张面积硕大的桌子，”实验室专业工程师李胜文形象地打了一个比方：“我们把电能污染的电网区域比喻成一张硕大的桌子，不同牵引站的治理设备就是一个个抬桌子的工人。往哪个方向走，步子怎么迈，桌子抬多高……桌子越大，抬桌子的人越多，彼此呼应协作的难度也就越高，协作不到位，反而会事倍功半，甚至产生新的问题。”
为了应对这一难题，2009年，实验室在义井变电站开全国之先河，首次提出了电能质量多指标动态联合治理与参数优化技术，采用自主设计创新的成套装置，实现了5个重载电铁牵引站集中接入电网的综合治理工程应用。“以前需要在每个牵引站加装的设备，现在只需集中接入一个汇集变电站，就能进行电能质量多指标综合治理”。2012年，义井变电站“谐波”治理工程取得明显效果：创新技术的应用，不但解决了电能质量多指标综合补偿难题，大幅提高了电网安全供电水平，还明显降低了设备维护成本和设备损耗。 “如今，我国电气化铁路已经进入高速发展时代，电气化铁路总里程跃升世界第一。这些骄人成绩的背后，也有电力科研工作者的一份贡献。”李胜文骄傲地介绍。
全省拉网源头“防污”
近年来，随着我省重载电气化铁路的开通铺设、冶炼行业高功率电弧炉的运用，以及风力和光伏等新能源发电的迅速发展，各种“谐波”干扰源不断接入电网，造成电网电能品质下降，随之而来的是电能损耗不断上升和电网设备寿命的缩短。据了解，每年全省因电能质量问题直接和间接造成的电能损耗和损失逾亿元。
为解决这一阻碍电力发展的电能污染难题，电力科研工作者们在全省境内拉起了一张电能质量监测的天网，从源头抓起，对接入电网的各类污染源开展电能质量评估、监测和治理等全过程研究工作，这张倾注科研人员十数年心血打造的治污天网，将山西电力节能治污技术提升到了一个新的高度。
在电力科学研究院电力冲击负荷特性研究实验室内，一张布满整堵墙的硕大显示屏上，全省11个地市706个监测点的电网运行数据，每天24小时不间断地反馈回来。
科研人员手指轻敲鼠标，双眼紧盯着不断转换的监控画面，逐个观察电网情况。“电能质量监测系统从2009年开始建设，到现在，监测对象已经覆盖全省90%的电气化铁路牵引站、100%的大型风电场和光伏电站，以及钢铁冶金等污染源和武宿机场等重要用户。”李胜文介绍，截至目前，实验室已完成包括大西高铁牵引站在内的83座大型电能质量污染源接入电网评估工作，诊病于未治，在接入电网前就将电能污染消化于无形，提高了电网的优质供电服务水平。
在多年来的生产及科技项目研究过程中，实验室在电能质量与节能技术领域取得了丰硕成果。常潇介绍，实验室先后承担了重点科技项目38项，获得科技进步奖26项，授权国家专利36项，发表技术论文62篇，编制国家、行业等标准20项。
目前，实验室正牵头承担着山西省重大专项“中低压交直流配电网关键技术”，依托于电科院科技创新城的试验基地，将开展电能质量、新能源和储能试验示范工程应用研究，为我省能源转型提供引领和支撑。 “高水平的电能质量，有助于构建和谐的供用电关系，对提高营商环境，促进新时代山西经济社会高质量发展具有积极意义。未来，山西电网的发展一定会更稳定、更好，我们会一直努力，让山西人用上放心电。”常潇目光坚定地说。
