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1、电网供电质量提高策略研究论文 摘要:对如何解决电网污染进行了研究如何进行动态无功优化补偿和降低线损进行了分析,有源滤波方面,对有源滤波器的实时谐波检测技术､仿真平台､有源滤波器的主电路拓扑结构､有源滤波器PWM控制技术以及混合有源滤波器进行了初步的探讨和分析,得出以有源滤波器为基础的混合有源滤波器可以很好的解决电网的谐波污染问题的结论｡ 关键词:电网;供电质量;有源滤波 1引言 影响电网供电质量的原因 随着现代照明､通信设施､开关电源等的快速普及,使电网中非线性负载量剧增,曾有统计表明,几十年前,电网中非线性负载与线性负载量之
2、比为1∶9,而现在,非线性负载与线性负载量之比则为8∶2｡非线性负载主要有:1.具有铁磁饱和特性的铁芯没备,如:变压器､电抗器等;2.以具有强烈非线性特性的电弧为工作介质的设备,如:气体放电灯､交流弧焊机､炼钢电弧炉等;3.以电力电子元件为基础的开关电源设备｡ 以上这些非线性电气设备(或称之为非线性负荷)的显著的特点是它们从电网吸收非正弦电流,也就是说,即使电源给这些负荷供给的是正弦波形的电压,但由于它们具有其电流不随着电压同步变化的非线性的电压-电流特性,使得流过电网的电流是非正弦波形的,这种电流波形是由基波和与基波频率成整数倍的谐波
3、组成,即产生了谐波,使电网电压严重失真,同时还会产生大量的无功功率｡ 电网污染的危害 这些设备运行所产生的大量的谐波和无功功率会对电网的运行产生很大的影响:消耗无功,增加线路损耗,使电能的生产,传输和利用效率降低;引起设备过载,电器设备过热,降低设备绝缘等级;降低负载工作性能,例如使电机产生附加力矩和噪声;设备故障,引起电力系统局部发生串联谐振或者并联谐振,危害电网安全稳定运行;谐波发生放大,造成电容器过热,膨胀甚至产生破裂;电能计量失准,导致继电保护和自动化控制装置误动作;对通信和电子设备产生电磁干扰｡ 电网污染的解决方法 因
4、此电力系统谐波抑制及无功补偿问题变得日益迫切,目前滤波和补偿是治理电网污染行之有效的方法｡滤波就是在污染源附近防止谐波电流的产生,补偿就是对已经被污染的电网进行补偿,改善功率因数､滤除系统谐波､减少向系统注入谐波电流､稳定母线电压､降低三相电压不平衡度等,提高供电系统承受谐波的能力｡传统的谐波抑制和无功补偿多采用无源滤波技术,即使用由电力电容器等无源器件构成无源滤波器,它与需补偿的非线性负载并联,为谐波提供一个低阻抗通路,同时也提供负载所需要的无功功率｡无源滤波具有简单､方便的优点,但它也存在突出缺点:只能抑制固定的几次谐波,并对某次谐波在
5、一定条件下会产生谐振而使谐波放大;只能补偿固定的无功功率,对变化的无功负载不能进行精确补偿;其滤波特性受系统参数影响较大,并且其滤波特性有时很难与调压要求相协调等｡针对传统无源滤波技术的上述缺点,本文在动态无功优化补偿､有源滤波以及混合有源滤波方面进行了研究和探讨｡ 2动态无功优化补偿和降低线损研究 在配网线路中装设补偿电容器,实质上就是通过改变电网无功功率的分布,即降低线路中的电流,降低电压损耗,以提高功率因数,改善电压质量,从而达到降低线损的目的｡但往往由于电容器投切手段落后,不能根据无功需求的变化及时调整电容补偿容量,导致经常发
6、生欠补或过补偿现象｡通过配网自动化系统的“遥信､遥测､遥控”功能可较好地实现无功动态补偿｡ 配网主站系统从10kV线路采集电压和电流数据并进行逻辑计算,按照节点电压､无功所处的分区位置(见图1)来控制电容器组投切,确保电压和功率因数在设定范围之内,实现就地无功平衡和线路电压稳定｡ 配网自动化主站系统对电容器无功补偿的运算 (1)当配网主站系统采集节点的无功功率,即过补偿时,则: ①工作区域在1区(U>UH),切电容器｡ ②工作区域在4区(ULQ1,c,继续运行,否之切电容器｡ ③工作区域在6区(U(2)当配网主站系统采
7、集节点的无功功率Q1=3UIsinQ1>QH,即欠补偿时,则: ①工作区域在3区(U>UH),切电容器｡ ②工作区域在5区(ULQ1,,不允许投入,否之投电容器｡ ③工作区域在8区,投电容器｡ (3)当配网主站系统采集节点的无功功率QL①工作区域在0区(UL②工作区域在2区(U>UH),切电容器｡ ③工作区域在7区(U以上无功和有功的采样,均以20s为一采样周期,避免引起频繁动作｡其中,取T周期内的平均值｡ 电容器投切的闭琐条件 (1)电压极限闭锁:U≥12kV或U≤8kV,配电主站系统闭锁住投切电容器的操作｡
8、 (2)在动作时间间隔5min内,发出相反的操作指令时,闭锁住电容器的投切｡ (3)电容器出现故障突变电流时,闭锁住电容器的投切｡ (4)超过每日设定的投切最大次数,闭锁
