港口变电所无功补偿和谐波治理的研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要随着电力电子技术的发展，大量的非线性电力电子器件广泛地使用于电力系统中，电力系统结构的日益复杂，给系统的运行带来了一系列的问题，其中最为严重的就是功率因数降低和谐波污染问题。功率因数过低，将会导致大量电能的浪费；谐波电流的存在，可能会引起装置的谐振，从而损害元器件。港口电气系统中也存在着大量的非线性负荷，这些负荷功率因数较低，谐波电流较大，既浪费了电能，也对港口电气系统带来了潜在的危害。总之，无功功率的补偿和谐波电流的抑制已经成为港口电气系统设计中最重要的问题之一。目前大部分港口主

2、要采用需要系数法来计算负荷的无功功率，采用母线上并联电容器的方式来补偿无功功率。需要系数法是将设备功率直接乘以需要系数和同时系数来计算负荷的有功功率和无功功率，虽然计算简单，但是难以计算动态的负荷变化，给补偿带来不便。并联电容器的补偿方式可以有效的补偿静态无功功率，但是对于港口电力系统中变化的无功功率，补偿得并不好，而且该方法可能会导致额外的谐波。谐波理论与无功补偿理论相比较而言发展较慢，由于最近电容和电力电子装置发生谐振而损害的事故时有发生，所以越来越多的港口设计者开始注意该问题，谐波抑制装置已经进入部分港

3、口成为生产中必要的设备，因此对于港口电力系统动态无功补偿和谐波抑制的研究是有实际意义的。本文全面地论述了非线性负荷对无功功率和谐波的影响，以及无功功率和谐波所带来的影响。利用动态无功功率理论详细的研究了无功电流和谐波电流的实时检测，在准确的检测出无功电流和谐波电流的基础上，研究动态补偿方法，介绍了先进的静止无功补偿装置和有源电力滤波器的原理，并结合实际港口的情况，进行无功功率和谐波电流的计算。通过计算可以发现，无功补偿和谐波抑制的效果良好，均能达到实际要求。最后利用MATLAB中的simulink仿真库，对动

4、态无功补偿和谐波补偿方式进行仿真，仿真结果表明基于瞬时无功功率理论设计的有源滤波器装置能够有效检测出谐波分量，并可以滤除谐波分量，完成抑制谐波的作用。关键词：电力系统谐波，无功补偿，谐波抑制，MATLAB仿真武汉理工大学硕士学位论文AbstractAstheteclmologYofpowerelectronicsdevelops,alotofnon-linearpowerdectroniccomponenIsareappliedwidelyintheel洲cpowersystem．The∞mplicacies

5、ofelectricpowersystemstructurealsogiverisetoaseriesofproblem．Amongthem，themostseriousproblemishowtoreducepower-factorandpollutionofharmonic．PowerfactorbeingoverlYlowwillc丑usenIasswasteofelcctricenergy．Theexistence0fharmoniccurrentwillpossiblyleedtoharmonicv

6、ibrationofequipment,which伽impaircomponents．Portpowersystemhavealotofnon-linearpowerelectmniccomponen坞．Theyarelowpower-factor,andleadtOharmoniccurrent．ThcYnotonlywastepowerbutalsobringlatencyharm．Inaword,reactivepowercompensationandharmoniccurrentrestrainhav

7、ebe．comeoneofthemostimportantproblems．Nowadays,mostportstraditionallyadoptparallelconnectedcapacitorslDcompensatereactivepower．Althoughthismethodcanaffectivelycompensatestaticreactivepower,itisnotgood啪ughforthedynamicreactivepowerintheportpowersystem．Inaddi

8、tion,thismethodmaycauseextraharmonic．Comparetoreactivepowercompensationtheory,Harmonicrestraintheorydevelopedslower,Becausetheharmofharmonicisfoundinthepastyears,mostportshaven'tadoptharmonicrestrainde