【正文】 通過與諧波電流國標(biāo)限值對(duì)比，A段母線FC裝置、B段母線SVG裝置投運(yùn)后，110kV總母線的各次諧波電流均滿足國標(biāo)要求。10kV A段母線的負(fù)荷為鍛造機(jī)加工負(fù)荷等，同時(shí)率為46%，由于各車間變壓器低壓側(cè)均有無功補(bǔ)償裝置。 考核點(diǎn)的諧波電壓（%）諧波次數(shù)110kV系統(tǒng)的諧波電壓國標(biāo)限值分析20合格3合格40合格5合格6合格7合格8合格90合格100合格11合格12合格13合格14合格15合格16合格17合格18合格19合格20合格21合格22合格23較大24合格25較大THDu2超標(biāo) 不采取措施時(shí)110kV的電壓曲線由仿真結(jié)果可知，%，超過國標(biāo)限值，23次、25次諧波電壓較大。、B段10kV母線的諧波電流（A）諧波次數(shù)負(fù)荷注入A段10kV系統(tǒng)的諧波電流負(fù)荷注入B段10kV系統(tǒng)的諧波電流2345678910111213141516171819202122232425 不采取措施時(shí)A、B段10kV母線的電流曲線：不采取補(bǔ)償措施時(shí)。PSAF可運(yùn)行廣泛的電力系統(tǒng)分析工作，如：電力潮流分析、緊急事故分析、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)分析、短路故障分析、暫態(tài)穩(wěn)定度分析、諧波分析等。： 一次系統(tǒng)框圖10kV A段和B段母線存在分列運(yùn)行及并列運(yùn)行兩種工況，在本方案中，對(duì)這兩種工況分別進(jìn)行仿真分析。 SVG的系統(tǒng)構(gòu)成示意圖啟動(dòng)沖擊?。粍?dòng)態(tài)響應(yīng)速度快；優(yōu)異的諧波輸出特性；占地面積??；超強(qiáng)的補(bǔ)償能力；高可靠性。2）諧波對(duì)并聯(lián)補(bǔ)償電容器的影響當(dāng)電網(wǎng)存在諧波時(shí)，投入電容器后其端電壓增大，通過電容器的電流增加的更大，使電容器損耗功率增加。 三相電壓不平衡在電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中，由于諸多不平衡因素的存在，使得電力系統(tǒng)一般都處于不平衡的運(yùn)行狀態(tài)下。電壓偏差對(duì)系統(tǒng)和用戶端都會(huì)產(chǎn)生影響。本文的主要工作如下：（1）闡述電能質(zhì)量的定義、源來、重要性，分析了電能質(zhì)量的評(píng)價(jià)體系和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。 諧波波形 國內(nèi)外諧波研究現(xiàn)狀 .1國外諧波研究現(xiàn)狀關(guān)于THDU的標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)國家給出的規(guī)定基本上都差不多，比如前蘇聯(lián)，該國對(duì)THDU給出了兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，分別為正常允許值和最大允許值。在對(duì)非線性負(fù)荷和沖擊性負(fù)荷的電力設(shè)備進(jìn)行控制時(shí)，常常會(huì)伴隨著大量的諧波電流的產(chǎn)生，進(jìn)而使電網(wǎng)中的諧波電壓越來越多，最終引起電壓發(fā)生嚴(yán)重畸變。（2） 相關(guān)性：由于現(xiàn)今電源技術(shù)的局限性，產(chǎn)生的電能還不能夠被大量儲(chǔ)存，所以電能的生產(chǎn)、傳輸、分配和消耗都是同時(shí)進(jìn)行的，當(dāng)其中一處電能質(zhì)量不達(dá)標(biāo)時(shí)，與其相關(guān)的設(shè)備都會(huì)受到影響。由于系統(tǒng)各元件(發(fā)電機(jī)、變壓器、線路等)參數(shù)并不是理想線性或?qū)ΨQ的，負(fù)荷性質(zhì)各異且隨機(jī)變化，加之調(diào)控手段的不完善以及運(yùn)行操作、外來干擾和各種故障等原因，這種理想狀態(tài)實(shí)際上并不存在，由此產(chǎn)生了電網(wǎng)運(yùn)行、電氣設(shè)備和用電中的各種各樣的問題，也就產(chǎn)生了電能質(zhì)量的概念。諧波對(duì)電網(wǎng)的污染，危及到各種用電設(shè)備的運(yùn)行安全和使用壽命，因此，研究和分析諧波產(chǎn)生的原因、危害和抑制諧波的措施具有重要的實(shí)際意義[12]。 SVG。研究生簽名： 年 月 日46工程碩士學(xué)位論文 精機(jī)熱加工廠電能質(zhì)量的分析與治理研究摘 要電能質(zhì)量關(guān)系到整個(gè)電電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行。工程碩士學(xué)位論文熱加工廠電能質(zhì)量的分析與治理方案研究作 者：張文強(qiáng)指導(dǎo)教師：楊 偉 副教授 高級(jí)工程師南京理工大學(xué)2012年12月power quality analysis and managementByZhang Wen QiangSupervised by Associate Prof. Yang Wei S. E. Nanjing University of Science amp。論文首先闡述了電能質(zhì)量的基本內(nèi)容，諧波的基本概念以及國內(nèi)外對(duì)諧波的研究現(xiàn)狀；然后對(duì)諧波的來源、主要危害、評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，概述了治理諧波的相關(guān)方法；針對(duì)某熱加工廠現(xiàn)狀，建立系統(tǒng)仿真模型，分析了系統(tǒng)兩段母線分列和并列運(yùn)行時(shí)的電能質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)，其中的諧波電流、諧波電壓和功率因數(shù)存在不合格問題；在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了治理方案，采用靜止無功發(fā)生器(SVG)和無功補(bǔ)償裝置(FC)在母線側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償，計(jì)算了相應(yīng)的補(bǔ)償容量和相應(yīng)的裝置的配置參數(shù)；通過CYME PSAF仿真軟件對(duì)系統(tǒng)模型進(jìn)行了仿真，結(jié)果表明補(bǔ)償后的系統(tǒng)母線側(cè)的諧波電流、諧波電壓和功率因數(shù)均滿足要求。在當(dāng)前，由于不對(duì)稱負(fù)荷的增加，沖擊性負(fù)荷的增加，使得影響電能質(zhì)量的因素越來越多，從而引起電能質(zhì)量越來越差。隨著電力市場(chǎng)的形成和推進(jìn)，電力用戶不僅對(duì)電力數(shù)量有不斷的增長需求，對(duì)電能質(zhì)量的要求也越來越高。目前還沒有一個(gè)統(tǒng)一的電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 此外，電能還具有傳播性、復(fù)雜性等特點(diǎn)。良好的電壓波形應(yīng)該是正弦波，當(dāng)用戶端收到的電壓波形不是正弦波時(shí)，就認(rèn)為其實(shí)不標(biāo)準(zhǔn)的，或者說該電壓發(fā)生了畸變。此外，國際電工委員會(huì)給出了高、中、低電壓的諧波電壓兼容值。（3）分析了精機(jī)熱加工有限責(zé)任公司在沒有加補(bǔ)償時(shí)的電能質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)，其中的諧波電流、諧波電壓及功率因數(shù)存在不合格問題；（4） 設(shè)計(jì)了基于無功補(bǔ)償(FC)和無功發(fā)生器(SVG)的補(bǔ)償方案，確定了補(bǔ)償容量和治理裝置的配置參數(shù)；（5）運(yùn)用CYME PSAF軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了加補(bǔ)償后系統(tǒng)母線側(cè)諧波電流、諧波電壓和功率因數(shù)全部合格，表明了治理方案的合理有效。通常使用用相鄰兩個(gè)電壓波形的峰值之差和額定電壓比值表示。諧波電壓含量為： UH=h=2∞Uh2 （）諧波電壓總畸變率為： THDU=UHU1100% （）第h次諧波電壓含有率為： HRUh=UHU1100% （）上述三定義同樣適用諧波電流。 諧波的治理及改善措施傳統(tǒng)的諧波抑制一般有以下幾種方法:第一種從諧波源本身出發(fā)，采用諸如：增加變流裝置的相數(shù)或脈沖數(shù)、多重化技術(shù)、脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)、高功率因數(shù)變流器等技術(shù)，使諧波源不產(chǎn)生諧波或降低諧波源；第二種是外加濾波器，阻礙諧波源產(chǎn)生的諧波注入電網(wǎng)，或者阻礙電力系統(tǒng)的諧波流入負(fù)載端。 本章小結(jié)本章首先介紹了電能質(zhì)量的常用指標(biāo)及其檢測(cè)方法，然后重點(diǎn)介紹了諧波的起源、危害、分析方法、和治理措施，諧波的治理是本文的主要內(nèi)容，最后介紹了SVG的基本結(jié)構(gòu)，結(jié)合SVG的相關(guān)優(yōu)點(diǎn)，研究了SVG在電能質(zhì)量方面的應(yīng)用。還有一部分諧波來自變頻驅(qū)動(dòng)及直流調(diào)速的電動(dòng)行車及機(jī)床負(fù)荷，此部分負(fù)荷諧波含量根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)核算，： 諧波電流含量諧波次數(shù)57111317192325諧波電流含量（%）1056421諧波電流值（A）147不采取補(bǔ)償措施時(shí)，根據(jù)供電系統(tǒng)參數(shù)、負(fù)荷參數(shù)和諧波電流源參數(shù)，建立諧波潮流計(jì)算網(wǎng)絡(luò)，利用國際流行的仿真軟件PSAF進(jìn)行仿真分析。其中PSAFHARMO(諧波分析)模塊提供完備的電力系統(tǒng)組件(諧波源)數(shù)據(jù)庫，并可透過圖形化之界面應(yīng)用至狀況分析及影響改善工作上，其以MS Windows為操作平臺(tái)，執(zhí)行電力系統(tǒng)的諧波侵入分析(harmonic penetration analysis)。 治理前A、B段10kV母線的諧波電壓（%）諧波次數(shù)治理前，A段10kV系統(tǒng)的諧波電壓治理前，B段10kV系統(tǒng)的諧波電壓2345678910111213141516171819202122232425THDu 治理前A、B段10kV母線的電壓曲線 功率因數(shù)由于目前用戶的車間內(nèi)都裝有低壓無功補(bǔ)償裝置，但是兩臺(tái)主變的無功損耗將導(dǎo)致考核點(diǎn)110kV母線的功率因數(shù)更低，不滿足要求。 本章小結(jié)本章首先介紹了PSAF仿真軟件，然后通過PSAF仿真軟件，分別對(duì)A、B兩段母線分列運(yùn)行和并列運(yùn)行進(jìn)行仿真，通過測(cè)量和觀察考核點(diǎn)、10kv母線的諧波電流的數(shù)據(jù)和相應(yīng)的電流波形曲線，可以發(fā)現(xiàn)與諧波電流國際標(biāo)限值相比，可以發(fā)現(xiàn)諧波電流較大，不符合和要求。 A、B段母線電能質(zhì)量治理裝置的配置參數(shù)確定了基波補(bǔ)償容量后，需要分配到濾波支路上，濾波支路的配置需要考慮以下幾點(diǎn)：(1) 根據(jù)諧波電流超標(biāo)情況，確定濾波支路數(shù)量；(2) 根據(jù)諧波電流的大小，確定各個(gè)濾波支路的有效容量；(3) 根據(jù)濾波支路的安全性，確定各個(gè)濾波支路的電容器額定電壓；(4) 根據(jù)串、并聯(lián)臺(tái)數(shù)以及保護(hù)方式，確定各個(gè)濾波支路的單臺(tái)電容器容量；(5) 根據(jù)多個(gè)仿真計(jì)算的結(jié)果，確定各個(gè)濾波支路的最終詳細(xì)參數(shù)；(6) 電容器組額定電壓的選取考慮下列因素：(7) 串聯(lián)電抗器引起的濾波電容器工頻電壓升高；(8) 接入點(diǎn)的系統(tǒng)最高運(yùn)行電壓；(9) 諧波引起的電容器電壓升高；(10)相間和串聯(lián)段間的電壓分配不均勻；根據(jù)以上幾點(diǎn)，可計(jì)算出各個(gè)濾波支路的最終參數(shù)。 諧波電壓1. 治理后110kV母線諧波電壓：當(dāng)A段母線添加的FC裝置、B段母線添加的SVG裝置都投運(yùn)后。、B段10kV母線的諧波電流（A）諧波次數(shù)治理后，注入A段10kV系統(tǒng)的諧波電流治理后，注入B段10kV系統(tǒng)的諧波電流2345678910111213141516171819202122232425 治理后10kV母線的電流曲線通過與諧波電流治理前對(duì)比，A段母線FC裝置、B段母線SVG裝置投運(yùn)后，10kV母線的特征諧波均較治理前明顯減小，濾波效果較好。過電流、過電壓安全性能校驗(yàn)如下： 過電流校驗(yàn) 濾波電容器的過電流校驗(yàn)公式如下：式中： ICN──濾波電容器的額定電流 IC1──濾波電容器的基波電流 ICh──濾波電容器的諧波電流按照上式對(duì)SVG投運(yùn)時(shí)，對(duì)各濾波支路電容器組進(jìn)行過電流安全性能校驗(yàn)，、。在A、B兩端母線分列運(yùn)行時(shí)，測(cè)量并觀察系統(tǒng)考核點(diǎn)諧波電流和10kv母線諧波電流的數(shù)據(jù)和電流波形曲線，將其與諧波電流國際標(biāo)限值進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)過補(bǔ)償后的系統(tǒng)，諧波電流滿足要求；在A、B兩端母線并列運(yùn)行時(shí)，測(cè)量并觀察系統(tǒng)110kv母線諧波電壓和10kv母線諧波電壓數(shù)據(jù)和相應(yīng)的電壓波形曲線，將其與諧波電壓國際標(biāo)限值進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)進(jìn)過補(bǔ)償后的系統(tǒng)，諧波電壓滿足要求；此外，通過過電流檢驗(yàn)和過電壓檢驗(yàn)對(duì)濾波器進(jìn)行安全性分析，通過仿真波形比較可以得到，所加裝置能夠安全可靠運(yùn)行。3. 設(shè)計(jì)了基于無功補(bǔ)償裝置(FC)和無功發(fā)生器(SVG)的諧波補(bǔ)償方案，確定了補(bǔ)償容量和治理裝置的配置參數(shù)。在論文工作期間，我得到了 的指導(dǎo)和幫助，也得到了同門師弟師妹的熱情支持和無私的幫助。 Rajakaruna, S.。D Ine, Power System Analysis Framework, Version .第 49 頁 共 57 頁