并联逆变器进行非线性负载谐波电流及无功补偿使用的是PWM电流控制技术,起到调 节电容直流电压的作用。而串联逆变器使用的是PWM电压控制技术,其主要是对输出的电压进行控制以达到抑制谐波、降低负荷的敏感程度 。

有源滤波器前景

大功率电力 电子设备在运行过程中,除了要消耗大量有功功率外,还需要吸收大量的冲击性无功功率,这样就会引起配电网系统发生低功率因数、电压 波动与闪变、谐波、以及三相不平衡等问题,不仅使配电网供电电能质量逐步恶化,同时谐波还会引起配电网保护控制系统发生“拒动”、 “误动”等不利情况发生,降低配电网供电可靠性。在存在大量谐波分量的配电网系统中,进行无功补偿和谐波治理是非常必要中。因此, 将基于柔性交流输电技术的静止无功补偿装置(SVG)应用到配电网中,进行电力系统无功功率的补偿和谐波治理,对提高配电网供电电能质 量和供电可靠性,就显得非常有无功补偿与谐波治理实践应用研究意义。

交流电能在 通过实际电力负荷消耗过程中,由于电力负荷不可能是纯容性或纯感性原因,这样就会导致负荷运行过程中,有相当一部分电能在不做功的 情况下被消耗掉,进而使配电网系统中无功功率容量不断降低,供电电能功率因素值降低。因此,需要对配电网系统中的电能功率因素进行 补偿,这便是静止无功发生器(StaticVarCompensator,SVG)需要完成的无功补偿任务。SVG无功发生器是配电网中满足无功快速准确可靠 补偿、减少谐波电流的无功补偿及谐波治理装置。SVG无功发生器的基本工作原理是将自换相桥式变流电路经电抗或直接并联到配电网系统 中,通过内部智能控制单元运行分析获得无功补偿策略,自动自适应的调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值(电压型无功补偿装置) ,或直接控制SVG装置交流侧电流(电流型无功补偿装置),就可以使该变流电路吸收或者发出满足配电网动态调节要求的无功容量,实现 对配电网无功的动态补偿和谐波治理作用。SVG无功发生器的主电路如图1所示:

某11OkV电力系统中A变电站主要为该区域冶炼企业提供电能,工业负荷约占65%。因为工业负荷较大,其昼夜负荷波动较 大,据历史运行数据可知,该区域最大电力负荷约12.8万kw(为夜间低谷时间,由于工业企业普遍采取低谷时段低费率用电模式),而在白 昼时段其最小负荷仅为6.9万kw,峰谷差5.9万kW。另外,由于该区域工业负荷中非线性负荷容量较大,谐波注入到配电网中导致严重污染, 曾多次发生10kV线路I母和II母侧发生补偿电容器烧毁、以及配电网继电保护“误动”、“误动”等事故,严重影响到供电电能质量水平和 供电可靠性。110kV变电站10kV侧线路在夜间集中用电时段,其母线电压畸变率高达6.7%,超出标称电压10kV配电网的国家规定的4%限值标 准,且谐波电流分量也达到基波电流的7.5%,10kV配电网线损相当高。在110kV主变压器处于50%负载率工况下,10kV侧配电网中5次、7次、 11次谐波电流严重超标,其中7次谐波电流超标约2倍,所需补偿总谐波电流为27.05A。

SVG无功发 生装置在实际运行过程中,装置仅提供恒无功和负荷补偿两种运行方式。如果采取恒无功运行方式,则10kV配电网调度运行时所需设定的无 功值不应超出SVG装置能够提供的额定容量值,即无功容量为负的装置额定容量至正的装置额定容量间进行无功动态补偿;在负荷动态补偿方 式下,用户可以根据需求侧电力负荷实际情况选择SVG自动无功补偿配置及保护项,以充分利用SVG装置容量自动调节控制策略有效改善10kV 配电网的供电电能质量。另外,在计算SVG装置无功补偿容量时,不仅要考虑10kV配电网基波无功补偿容量,同时还要考虑在容量范围内补 偿配电网中存在的谐波分量,对配电网谐波进行有效治理,有效提高供电电能质量水平。根据统计计算,知I母和II母需要补偿的无功容量 分别为3.6MVA和3.9MVA。因此,I母和II母分别选用的SVG无功发生器装置计算所需容量为:3.6+0.57/2=3.85MVA,取SVG无功发生器补偿容 量为±4Mvar,同理II母SVG无功发生装置的补偿容量也取为±4Mvar。

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如果正弦交流电压加 在设备上,产生的电流却不是正弦交流电流,这样的设备就称为非线性阻抗设备,简称非线性设备。不是正弦波形的交流电就含有谐波成分 ,所以非线性设备也称为谐波源。

1 谐波对电力系统和 各种电气设备的危害

谐波影响各种电气设备的正常工作。据统计,由于谐波而破坏的电气设备中 ,并联电容器约占70%,其中串联电抗器约占30%。

有源滤波技术作为一种新型的 谐波治理方法,是消除谐波污染、提高电能质量的有效工具,与无源滤波技术相比,有着无可比拟的优势,主要表现在以下几个方面。

6.对个别补 偿电容器的接线应做到:对直接启动或经变阻器启动的感应电动机,其提高功率因数的电容可以直接与电动机的出线端子相 连接,两者之间 不要装设开关设备或熔断器。

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(2)环氧浇 注线圈不吸水,防潮性好,局部放电量低,可在恶略环境条件下安全运行。

低压无功功率是配电网重点关注的问题之一,目前治理手段相对丰富。低压电网进行无功补偿能带来如 下好处:提高功率因数,降损节 能或避免功率因数罚款;减少无功静态扰动,改善系统静态电压;减少无功动态扰动,改善系统暂态电压; 滤波补偿,兼顾谐波治理;降 低无功对配电容量的占用,提高系统输电能力,提高电压合格率。