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1、浅析地区电网谐波治理方案[摘要]非线性设备的大量应用使电力系统谐波的污染越来越严重。谐波抑制技术已然成为当前电力系统电能质量领域的研究热点之一。本文介绍了某地区电网谐波污染现状,分析了某地区电网谐波治理简单可行的方法,并通过Matlab进行仿真验证,简单介绍了谐波治理综合方案。[关键词]电力系统;谐波治理;Matlab仿真中图分类号:TM63文献标识码:A文章编号:1009-914X(2016)03-0337-021引言谐波问题对电力系统和电力用户都很重要,涉及发、输、供、配、用电等各方面投资者、经营者、使用者的
2、合法权益,谐波含量已经成为电力系统运行与管理水平的重要标志,影响着用户的生产效率和产品质量⑴。相比欧美日等发达国家,某地区供电公司在谐波管理上还未实现精细化,在日常调度工作中,对谐波的监测和防治措施亦显不足。本文以某地区电网为立足点,浅析了某地区电网谐波治理方案。2某地区电网谐波现状2.1某地区电网概况某地区电网llOkV以下网络属于典型辐射状馈供网络。截止2014年底,全网220kV变电站25座,主变压器48台,总容量为8340MVA,llOkV变电站78座,主变压器123台,总容量为584.75MVA,35k
3、V变电站43座,主变压器79台,总容量为781.7MVAo220kV线路89条,总长度1475.1km,llOkV线路155条,总长度为1529.29km,35kV线路162条,总长度为1112.97kmo2014年某地区电网单日最大用电负荷3412.61MWo2.2电能质量国家标准国家技术监督局颁布了公共电网谐波的国家标准:GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》;GB/T24337-2009《电能质量公用电网间谐波》。另外还颁布了GB/T19862-2005《电能质量监测设备通用要求》。上述技术标准是
4、电能质量合格的依据[2-3]o3配网谐波治理措施为了具体的、有针对性的研究谐波治理措施,本节以荷叶变lOkVIl段母线5次谐波电流超标的实例进行分析和计算,找出简单、有效、可行的治理措施。3.1荷叶变概况如图1所示为荷叶变一次系统接线图。荷叶变2号主变型号为SSZ10-31500/110,接线组别为YnynO/dll,电压比为(110+8*1.25%)/(37±2*2.5%)/10.5kV,空载电流0.15A,空载损耗20.38kW,负载损耗(满载)138.2RW,高压侧对中压侧短路阻抗为10.42Q,高压侧对中
5、压侧负载损耗137.5kW,高压侧对低压侧短路阻抗为17.9Q,高压侧对低压侧负载损耗为138.2RW,中压侧对低压侧短路阻抗为6.42Q,中压侧对低压侧负载损耗为122.3kWolOkVIl段母线电容器型号为:BFM11/V3-100-1W,每相由4个电容器并联,然后按照三角形接线并入电网o电容器组无功补偿容量为5Mvar,电压为11/V3kV,采用6%电抗率的电抗器。根据谐波检测结果,高姿变lOkVIl段母线5次谐波电流源大小为40A,国标限值为30.4A,lOkVI段母线谐波不超标。2号主变高压侧负荷29.
6、86MVA,中压侧负荷16.56MVA,低压侧负荷14.84MVA;1号主变高压侧负荷34.52MVA,中压侧负荷22.36MVA,低压侧负荷13.89MVAo系统最大运行方式下:llOkV母线系统阻抗为0.0674Q,35kVII段母线系统阻抗为0.3057Q,lOkVIl段母线系统阻抗为0.445Qo3.2电力滤波器的选择当前电力谐波治理的主流方法有两种:无源电力滤波器和有源电力滤波器。但是有源电力滤波器投资成本高,运行维护成本高,同时其在滤除谐波的同时会向电网注入一定量的其他谐波。针对某地区电网的谐波以5、
7、7次谐波电流为主的特点,可以选择合适的单调谐电力滤波器来滤除特定次数谐波,其对特定次数的谐波滤波效果明显,投资低,运行维护方便等特点,成为工程应用的首选方案。单调谐电力滤波器技术已经相当成熟,在大型的电力用户中已有成功的应用,如丹阳龙江钢铁。3.3单调谐电力滤波器设计3.3.1参数选择方法在当前实际工程环境下,单调谐电力滤波器参数的选择主要取决于其补偿实施方法的选择,方法一:在10kV母线上单独配置单调谐电力滤波器;方法二:将10kV电力电容器改造成单调谐电力滤波器。方法一中滤波器参数的选择时,考虑到新增加的单调
8、谐滤波器具备无功功率补偿功能,为了防止无功的过度补偿,采用最小补偿容量法来确定其参数。方法二中滤波器参数的选择具有唯一性,因为电力电容器的参数已经固定,然而方法二最大的缺点是无功补偿和谐波滤除功能捆绑在一起,不能灵活运用。故应该采用方法一:在10kV母线上单独配置单调谐电力滤波器,采用最小补偿容量法来确定参数。3.3.2参数计算在工程实际应用中,为了简化单调谐电力滤波器的