電力系統(tǒng)諧波抑制及無(wú)功補(bǔ)償方法的研究文獻(xiàn)綜述報(bào)告(編輯修改稿)
2025-02-17 16:44 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 償電網(wǎng)中的諧波以提高電能的質(zhì)量。[17]我國(guó)對(duì)諧波問(wèn)題的研究起步比較晚。吳競(jìng)昌等在1 988年出版的《電力系統(tǒng)諧波》一書(shū)是有關(guān)諧波問(wèn)題比較有影響的專(zhuān)著。夏道止等在1994年出版的《高壓直流輸電系統(tǒng)的諧波分析和濾波》是有關(guān)諧波問(wèn)題研究代表性的著作。[18]傳統(tǒng)的LC無(wú)源電力濾波器由于其存在只能吸收固定頻率的諧波，并且容易發(fā)生并聯(lián)諧振的缺點(diǎn)，使得其必將被有源電力濾波器取代。我國(guó)在APF方面的研究仍處于起步階段，到1989年才有這方面的文章。研究APF主要集中在并聯(lián)型、混合型。研究最成熟的是并聯(lián)型，主要以理論聯(lián)系實(shí)驗(yàn)研究為主。1991年得放交通大學(xué)王良博士研制出3KVA的無(wú)功及諧波的動(dòng)態(tài)裝置。同年，華北電力科學(xué)院和冶金自動(dòng)化研究院聯(lián)合研制了用于380V三相系統(tǒng)的33KVA雙極面結(jié)型電壓型濾波器；采用多重化技術(shù)，西安交通大學(xué)研制出120KVA并聯(lián)型有源濾波器的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。1992年在北京木材廠中心變電站投入工業(yè)運(yùn)行，該裝置采用了三個(gè)單相全控橋逆變器，用于低壓電網(wǎng)單個(gè)諧波源的諧波補(bǔ)償，且只能補(bǔ)償幾個(gè)特定次數(shù)的諧波（113次），調(diào)制載波的頻率（）不高；河南電力局與清華大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的20MVA精致無(wú)功補(bǔ)償發(fā)生器（包含有緣濾波器）在鄭州孟若變電站進(jìn)行300KVA中間工業(yè)樣機(jī)試運(yùn)行。[19]總的來(lái)說(shuō)，我國(guó)的有源電力濾波技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用，仍處于試驗(yàn)和攻堅(jiān)階段，特別是在既治理諧波又補(bǔ)償無(wú)功功率的HAPF系統(tǒng)方面。與國(guó)外相比，我國(guó)的有源濾波技術(shù)還處在研究階段，工業(yè)中只有少數(shù)幾臺(tái)投入運(yùn)行。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)高次諧波問(wèn)題的日益嚴(yán)重，對(duì)有源電力濾波器的研究與應(yīng)用要提高到一個(gè)新的認(rèn)識(shí)高度。伴隨著我國(guó)電能質(zhì)量治理工作的深入開(kāi)展，利用APF進(jìn)行諧波治理將會(huì)具有巨大的市場(chǎng)應(yīng)用潛力，有源濾波技術(shù)必將得到廣泛的應(yīng)用。[20]不論是諧波還是無(wú)功，從物理本質(zhì)上看，都可以歸結(jié)為波形的問(wèn)題。諧波是工頻正弦波畸變，無(wú)功是電壓電流波形相位不同。正是由于這種物理本質(zhì)的統(tǒng)一性，可以對(duì)電力系統(tǒng)中的諧波和無(wú)功進(jìn)行綜合補(bǔ)償。有源電力濾波(ActivePwoerFilet)r就是一種諧波和無(wú)功的綜合補(bǔ)償系統(tǒng)，APF 的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)χC波和無(wú)功進(jìn)行快速連續(xù)補(bǔ)償，穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能良好，不易與電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧振、所需貯能元件容量很小[21]。和前面論述的諧波和無(wú)功抑制方法相比，有源電力濾波器具有以下一些特點(diǎn)[22]:(1)實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。有源電力濾波器可對(duì)頻率和幅值都變化的諧波以及變化的無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)補(bǔ)償對(duì)象的變化有極快的響應(yīng)；(2)可同時(shí)對(duì)諧波和無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償，也可單獨(dú)補(bǔ)償諧波或無(wú)功，且補(bǔ)償無(wú)功的程度可連續(xù)調(diào)節(jié)；(3)在實(shí)際應(yīng)用中，有源電力濾波器的貯能元件容量很??；(4)即使需要補(bǔ)償?shù)碾娏鞒^(guò)其額定值，也不會(huì)發(fā)生過(guò)載情況，并能在其額定容量?jī)?nèi)繼續(xù)正常工作；(5)受電網(wǎng)阻抗的影響較小，不易與電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧振；(6)能跟蹤諧波頻率的變化，補(bǔ)償性能不受諧波頻率的影響；(7)既可對(duì)特定的諧波源和需要無(wú)功的負(fù)載進(jìn)行補(bǔ)償，也可對(duì)多個(gè)諧波源和需要無(wú)功的負(fù)載進(jìn)行補(bǔ)償。[23]有源電力濾波器（Active Power Filter，APF）是一種新興的電力電子裝置，可以實(shí)現(xiàn)諧波抑制與無(wú)功補(bǔ)償。與 LC 電路構(gòu)成的阻抗型補(bǔ)償裝置不同，它通過(guò)信號(hào)處理技術(shù)檢測(cè)出負(fù)載中諧波與無(wú)功電流，然后由主電路變換器發(fā)出一個(gè)與之相同的補(bǔ)償電流，從而使電網(wǎng)只需向負(fù)載提供與電網(wǎng)電壓同相位的基波正序電流。[24]有源電力濾波器(APF)可以對(duì)大小及頻率變化的諧波以及變化的無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償,并能有效地克服無(wú)源濾波器的缺點(diǎn)。但電力電子器件隨著容量的增大其所容許的開(kāi)關(guān)頻率卻越來(lái)越低,影響補(bǔ)償效果。為解決這一矛盾,有三種方案,即采用器件串并聯(lián)方式、多臺(tái)APF并聯(lián)、多重化主電路方式。多重化主電路最為合理有效,既滿(mǎn)足容量要求,也提高等效開(kāi)關(guān)頻率,只需一套控制電
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