配電站無功補償、諧波治理和節(jié)能措施的研究.pdf

1、第一章緒論1第一章緒論第一章緒論1.1電能質(zhì)量現(xiàn)狀電能質(zhì)量現(xiàn)狀隨著基于計算機和網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字控制設(shè)備與電力電子裝置的廣泛應(yīng)用電力系統(tǒng)中用電負荷結(jié)構(gòu)發(fā)生改變?nèi)缱冾l裝置、電弧爐、電氣化鐵道等非線性或沖擊性負荷造成電能質(zhì)量的降低與破壞。非線性負荷引起的無功和諧波污染問題給電網(wǎng)系統(tǒng)、供電部門和電力用戶帶來了嚴重的危害。電網(wǎng)中無功和諧波含量的增加，將導(dǎo)致電氣設(shè)備的壽命縮短，網(wǎng)損增大，系統(tǒng)發(fā)生諧振的可能性增加，嚴重時會造成危險的過電壓、過電流。同時還可

2、能引起繼電保護和自動裝置誤動作、儀表指示和電度計量不準、干擾通信系統(tǒng)等一系列問題。而現(xiàn)代信息社會對電能的依賴性日益增強，人們也對電能質(zhì)量提出更高的要求[1][8]。對于動態(tài)電能質(zhì)量問題依靠傳統(tǒng)的無功補償和常規(guī)的濾波裝置不能有效地解決。目前，對于補償無功主要通過在負荷兩端并聯(lián)一定容量的電容器，達到提高負荷功率因數(shù)的目的，這種方法只在負荷恒定時才能取得最佳效果。針對變化的負荷，目前主要采用電容器、電抗器分組投切的方案，如隸屬于靜態(tài)無功補償器

3、（SVC）的晶閘管控制電容器(TSC)、晶閘管控制電抗器(TCR)等。上述方案普遍存在欠補償和過補償問題及切換過程的振蕩問題，還可能在系統(tǒng)中產(chǎn)生諧振現(xiàn)象。對于非線性負荷引起的諧波污染問題，目前主要采用電感和電容組成的特定頻率的無源濾波器來消除諧波的影響。如負荷電流包含多種諧波成分，則針對不同頻率的諧波都要設(shè)置相應(yīng)的諧振電路，這將增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，降低可靠性。動態(tài)電能質(zhì)量惡劣會帶來巨大的經(jīng)濟損失，目前已經(jīng)成為電工領(lǐng)域的前沿性課題國內(nèi)外對其

4、相關(guān)指標與改善措施已經(jīng)做了大量的研究。我國迄今為止已頒布了6項電能質(zhì)量指標的國標。其中《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》(GBT145291993)規(guī)定了各電壓等級的總諧波畸變率各奇次電壓諧波含有率和各單次偶次電壓諧波含有率的限制值。1.2上海電力無功補償?shù)幕驹瓌t上海電力無功補償?shù)幕驹瓌t第一章緒論3用性[16][20]。隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，電力電子器件的導(dǎo)通容量、開關(guān)頻率等性能大大提高，PWM控制技術(shù)日趨成熟，有源電力濾波器己成為電力

5、電子技術(shù)領(lǐng)域中的研究熱點。1.3.1有源電力濾波器的基本原理和結(jié)構(gòu)有源電力濾波器的基本原理和結(jié)構(gòu)一般來說，有源電力濾波器的控制方式、連接方式、拓撲結(jié)構(gòu)等種類較多且復(fù)雜，但其基本工作原理都是共同的：可理解為針對電網(wǎng)中諧波的可控電流源或電壓源，該可控源可以自行根據(jù)電網(wǎng)中的電流諧波或者電壓諧波，產(chǎn)生反向于電網(wǎng)中的諧波分量，通過并聯(lián)或者串聯(lián)于電網(wǎng)，消除系統(tǒng)電網(wǎng)中的諧波分量。并聯(lián)型有源電力濾波器的原理圖和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖11和圖12。圖11系統(tǒng)原理