摘要：本文敘述了現(xiàn)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 《現(xiàn)代電力與電力污染》這個題目是現(xiàn)代工業(yè)引起環(huán)境污染這一現(xiàn)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。在電能的形成過程中，如火力發(fā)電廠的煙氣、灰渣造成的常規(guī)環(huán)境污染、核電站可能造成的核輻射污染，大型水電站的建設可能出現(xiàn)的生態(tài)平衡問題等等。電能形成后，在傳遞、變換過程中電磁波輻射造成的環(huán)境污染等等。 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。 電磁煙霧以及由電磁煙霧引起的電磁污染問題，早就引起了人們的重視、研究并運用工程技術手段來解決電磁干擾與危害問題，力圖減少或消除污染。早在1903～1904年，瑞士在鐵路部門就測出交流系統(tǒng)對電話的明顯干擾。在第一次世界大戰(zhàn)前，美國電機工程師協(xié)會（mEE）就制定了“波形標準”，1919年就算出了“電話干擾系數(shù)”來度量電力系統(tǒng)對電話的干擾。1934年成立了“國際無線電干擾特別委員會”（CISPR）。這個委員會下設A、B、C、D、E及F六個分委員會，分別研究與此有關的六類對象與內容，即檢測方法、檢測儀器；高頻設備檢測標準；高壓線、發(fā)電站、變電站及其它電源；內燃機車、專用電氣設備；電視機、收音機；其它家用電器。 CISPR建立后，首先在測定方法、干擾標準與抑制技術上，進行了長期的研究，重點探討了電子設備與電氣設備處于共存、互不干擾的條件，并取得了進展。 1958年一個名叫射頻干擾組（Group on Radio Frequency Interference，即C-RFI）的組織將電力與電子工程師協(xié)會（即IEEE）所命名的電磁兼容性組（Group on Electromagnetic Compatibility，即G——EMC）的機構叫做無線電干擾。1964年又將G——-EMC改為EMC。然而，幾經推敲后，將“電磁廉容性”擴展到更加廣泛的領域之中。同時將EMC作為電子裝置與電力設備互不干擾相互共存的專用語了。 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。 環(huán)境電磁學的研究內容，根據(jù)IEEE的G——EMC學報的概括，為（1）研究電磁檢測方法和防止電磁干擾技術，以及有關儀器、儀表及設備的使用技術；（2）研究電子設備的靈敏度、衰減度以及兼容技術；p）研究若干干擾源及其特性。又如懷特（White）所著研究電力污染產生的物理機理和分析方法；電力污染的測量技術、信息處理與監(jiān)控系統(tǒng)；危害的機理、范圍及可容度；控制、消除或抑制的措施等以及由此而引起的理論與技術問題。這門新學科的雛形已經可以從近年出版的一些論著中看到。 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(shù)，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。在設計與計算上更有效地采用最優(yōu)化方法。 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。如我國在《電力系統(tǒng)諧波管理暫行規(guī)定》的基礎上，先后制訂了《電能質量公用電網諧波》及《電能質量標準電壓允許波動和閃變》等國家標準。 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(shù)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(xiàn)代電力的發(fā)展不斷出現(xiàn)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。