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              關于電網諧波治理和無功補償技術的分析

              2.基于有源濾波器的諧波整治原理

              與其他諧波治理裝置相比,APF不僅可以實現對電力諧波的動態抑制和對系統無功功率的動態補償,它還可以實現對三相不平衡的校正,是一種效果非常顯著的新型電力電子裝置。該裝置主要由諧波檢測環節、控制系統、主電路以及耦合變壓器等四個部分構成。在該APF進行工作時,首先需要依靠檢測環節對電網中的諧波進行檢測,然后根據檢測結果生成需要補償的諧波參考值,最后由控制系統根據生成的參考值產生相應的脈沖,并由控制電路產生補償電流或者電壓跟蹤已生成的參考值實施補償。

              3.無功補償技術的主要應用方式

              隨著我國電網規模的日益擴大,其所面臨的無功損耗問題也日益嚴重,如果不對其進行控制,則勢必會對電能質量產生極大的影響。應用無功補償技術不僅能夠抑制諧波,而且還能降低電力設備的損耗,同時起到改善電能質量的目的。就目前電網中無功補償技術的應用來看,大致包括以下幾種:

              1.真空斷路投切電容器

              這種裝置的優勢是操作簡單,而且使用成本較低,因而在當前各種無功補償技術中來說,應用地也最為廣泛。但在使用過程中,合閘時將可能引發比較高的電壓產生,所以很容易造成裝置損壞。此外,應用該設備時還需要對投切次數加以控制,如果投切次數過多,就可能會縮短設備的使用年限。

              2.可控飽和電抗器

              利用該裝置可以對回路電流進行改變,具體改變程度則視設備的飽和情況而定。通常來說,使用該裝置可以使負載設備運行過程中產生的無功功率被感性電流所替代,以達到運行的平衡。采用可控飽和電抗器的優點是可以長期使用,補償裝置的壽命比較長,缺點是會造成較大的設備損壞,同時它還會產生較大的噪聲污染。

              3.有源濾波器

              在電力系統中,APF的使用主要是為了產生與諧波相反的電流,目的是與諧波互相抵消以達到無功補償的目的。APF的應用不僅可以實現動態跟蹤補償,而且可以避免諧振問題的出現,缺點是APF的使用成本較高,難以在電網及各用電企業中進行廣泛的推廣和應用。

              4.結束語

              隨著電網規模的日益擴大,電網中各種電力電子設備的數量也日益增多,由此所帶來的諧波污染也進一步加劇,同時還消耗了大量的無功功率,導致電能質量越來越差。因此,為了提高電能質量,確保電力系統得以正常穩定運行,對電網諧波治理和無功補償技術的研究還必須進一步深入。隨著我國工業生產和人民生活對電能的依賴性日益增加,當前各類用電設備無論從數量上還是從種類上來說,都較過去有了明顯的增多,這一方面促進了我國電網的發展,但同時也給電力系統的穩定運行造成巨大的壓力。在當前電力系統所面臨的各種挑戰當中,功率因數降低和諧波污染是其中比較嚴重的問題。隨著我國工業生產和人民生活對電能的依賴性日益增加,當前各類用電設備無論從數量上還是從種類上來說,都較過去有了明顯的增多,這一方面促進了我國電網的發展,但同時也給電力系統的穩定運行造成巨大的壓力。在當前電力系統所面臨的各種挑戰當中,功率因數降低和諧波污染是其中比較嚴重的問題。

              1.電網諧波治理與無功補償的意義

              當前電網中的電力設備無論從規模上還是從數量上都比過去有了明顯增多,同時電力用戶的用電設備數量也急劇增多,這一方面反映了我國經濟社會發展水平的進步,但同時也給電網造成了一定的污染,影響到了電能質量,甚至還可能給電力系統的安全穩定運行帶來威脅。以上所說的污染主要表現為諧波和無功電流兩大類,所以對電網進行諧波治理和無功補償就顯得尤為重要。下面將從三個方面對諧波治理與無功補償的意義進行探討:(1)當前人民對電能需求不僅僅表現量上,還表現在質上,而電網中諧波和無功電流的存在無疑是影響電能質量提高的一個主要因素。因此,為了實現給用戶提供低諧波、低無功電流的高質量電能的目的,就要求必須對當前電網進行諧波治理和無功補償。(2)加強諧波治理和無功補償技術的研究與應用,不僅可以有效降低電力設備的損耗,同時還可以有效推動相關電力技術的發展,如電力電子技術的發展進步就與諧波治理及無功補償技術的發展是相互促進的。(3)在當前背景下,無諧波普遍被認為是實現"綠色電網"的重要標志之一,因此加強諧波治理可以被認為是維持"綠色"環境的一種重要技術手段。綜上所述,對電網諧波治理和無功補償技術的研究和應用具有深遠的理論意義和現實意義,應該引起相關部門和技術人員的充分重視。

              諧波和無功電流是造成當前電網污染的兩個主要表現形式,但它們二者之前存在著密切的聯系,導致諧波治理與無功補償技術間也聯系緊密,這種密切的關系可以表現為以下三點:(1)如果電網中含有諧波,則無功功率的定義和諧波之間有著密切的聯系,諧波在其本身造成影響的同時,也會對負載以及電網的無功功率產生影響;(2)經過實踐研究發現,當前電網中的各種主要諧波源的功率因數都較低,它們本身就要消耗大量的無功功率,諧波的產生與無功功率的消耗往往是在同一個設備上伴隨發生;(3)因為諧波產生和無功功率消耗之間的密切聯系,使得很多設備在抑制諧波的同時也能起到對無功功率補償的作用,如無源濾波器(Passivefilter)、有源電力濾波器(ActivePowerFilter,APF)等等。此外,高功率因數整流器不僅能抑制諧波,還可以提高功率因數。

              2.電網諧波治理原理

              1.基于動態消諧無功補償技術的諧波治理

              基于動態消諧無功補償技術的諧波治理主要通過采用動態消諧無功補償器來實現,而動態消諧無功補償器則主要由主控單元、檢測單元、投切執行單元和調諧電容器組成。其中,檢測單元主要負責對電力系統中的電壓值和電流值進行實時檢測,并根據檢測結果對系統所需的諧波成分、無功功率、電流以及電壓的有效值等控制參量進行計算;主控單元負責根據檢測結果進行邏輯判斷,并根據判斷結論向投切執行單元發出相應的控制指令;投切執行單元則根據主控單元發來的控制指令來對調諧電容器的投切加以控制;調諧電容器內含電抗器,它可以實現對負載無功功率的動態跟蹤補償。在動態消諧無功補償器中,主控單元通過采用先進的零過度過程可以實現對調諧電容器的瞬時投入和切出,整個投切過程無暫態擾動,從而有效地確保了無功補償的動態實時性。此外,采用動態消諧無功補償器還可以有效避免涌流沖擊和操作過電壓的出現,從而有效降低了投切過程對晶閘管和電容器的電應力沖擊。

               


              【上一個】 淺談電網諧波的危害 諧波的治理勢在必行
              【下一個】 我國諧波治理技術的現狀淺析

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