适合电网应用的电能质量综合补偿器研究

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1、詹它景分析与探讨GUANGXIDIANYE适合电网应用的电能质量综合补偿器研究覃奇(百色供电局，广西百色市533000)【摘要】针对电网电压波动、谐波污染和无功快速跟踪补偿三个问题，提出了混合型有源滤波器(HAPF)与静止无功补偿器(SVC)混联运行的电能质量综合补偿器(PQCC)的适合应用场合，分析了其拓扑结构、数学模型与运行特性。计算机仿真和工程实验结果证明其不仅可以提供快速可变的容性无功，稳定电网电压，而且能够对谐波电流进行动态跟踪治理，有效提高了电网安全稳定性，提高了电能质量，降低了电网损耗l关键词】有源滤波器；静止无功补偿器；电能质量；谐

2、波抑制1引言2．1混合型有源滤波器(HAPF)拓扑结构混合型有源滤波器(HAPF)的结构如图l所示，采用了有源滤波器(APF)与无源滤波器(PF)串联后再并入电网的型式，随着电力电子器件在工业中的广泛应用，用户端非线性绝缘和维护都比较方便，很适合在中高压系统应用。HAPF以负载对电网的污染问题日趋严重，主要来自3个方面：一是无电压型逆变器作为其有源部分，多组单调谐滤波器和一组二功不足或过补；二是谐波超标；三是负荷冲击造成电压波动。阶高通滤波器构成的无源滤波器PF作为其无源部分。为进一因此，电网需要补充适当的无功功率，稳定电压，抑制谐波污步降低APF

3、的基波电压，减小有源部分的基波容量，在耦合变染越来越多的受到关注I1。压器副方并联了一个基波串联谐振电路。采用电力电子装置就近吞吐无功、稳定电压和进行谐波当HAPF中的无源滤波器(PF)补偿较大容量的容性无功治理，是提高电压稳定性、降低电网损耗和抑制谐波污染的有时，较大的基波无功电流流入PF。此时，由于基波串联谐振电效措施。无源滤波器(PF)与晶闸管控制电抗器(TCR)组成的路谐振于基波频率，基波阻抗ql~d,(可近似为0)，相当于基波静止无功补偿器(svc)能有效地解决电压波动问题，并提供快电流的短路通道，所以流过PF的基波电流绝大部分都被旁速可

4、变的容性和感性无功。但SVCl丁作时本身会产生较大路，很少流入到耦合变压器和有源逆变器。相对于PF而言，基的谐波电流，无源滤波器支路过多会造成设备体积庞大，且滤波串联谐振电路承受的基波电压降很小。因此，HAPF进行大波性能受电网参数影响大．同时还存在与电网发生串并联谐容量的无功补偿时，不会导致其有源部分容量的增大，大大减振的可能I“I近年来，有源滤波器(APF)因其良好的谐波治理小了有源部分的复杂性，整个系统的投资造价也大大降低，具性能，越来越受到天沣，特别是混合型有源滤波器(HAPF)兼有很强的工程实用性。整个HAPF只由无源部分提供固定的有无源

5、滤波器和有源滤波器的优点，可啦用于中高压系统，是容性无功补偿，有源部分和无源部分共同抑制谐波。目前应用较为广泛的谐波治胛装、但J-7SVC相比，HAPF只能补偿固定容量的无功功率，不具备SVC正负连续调节无功的能力。本文针对电压稳定、谐波污染和无功缺失这三个对电网安全经济运行影响很大的关键问题，提r一种HAPF+SVC混合运行的电能质量综合补偿器PQCC(PowerQualityCom—binedCompensator)；分析了其拓扑结构、数学模型与运行特性，并运用仿真手段和搭建实验装置先后验证了方案的可行性与正确性。实验结果说明，PQCC既可以对

6、由冲击性负载引图1HAPF的拓扑结构起的电网电压波动、闪变进行补偿，保持电网电压的稳定，又混合型有源滤波器(HAPF)虽然能实现提高功率因数，抑可以对非线性负载引起的无功损耗与谐波污染进行综合补制电网谐波，防止无源滤波器和电网谐振的综合功能，但其只偿，对于提高电网电能质量，保障电网安全、经济运行具有明能进行容性无功的有级调节，无法实现快速、可变的容性无功显的效果。跟踪，更无法提供感性无功。HAPF对电网安全运行影响重大的电压波动问题也无法提供有效的支撑手段，而静止无功补2电能质量综合补偿器的拓扑结构偿器(svc)以其对电压波动、无功快速跟踪的优点得

7、到了广泛固2010．7(总第123期)分析与探讨店它景GUANGXIDIANYE的应用。因此，HAPF和SVC的有效结合，将有效解决影响电网安全稳定与经济运行的关键问题。2．2电能质量综合补偿器(PQCC)结构与原理电能质量综合补偿器PQCC的结构如图2所示，SVC采用PF+TCR的结构。当SVC与HAPF混合使用时，PF部分可与HAPF共用，TCR采用三角形连接，在靠近负载侧并联接入电网图3电能质量综合补偿器PQCC单相等效模型流或电压的谐波分量和基波分量，对阻抗而言，则分别表示其谐波阻抗和基波阻抗。在后文中用大写字母表示各变量的相量形式。)将图

8、3中的电流源i与基波串联谐振电路阻抗z等效为电压源，由节点电压法可列出电压方程为：(丢+1+寺+丢)u=US+I-cZ_R