電力系統(tǒng)諧波抑制及無功補償方法的研究文獻(xiàn)綜述報告(編輯修改稿)
2025-02-17 16:44 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 償電網(wǎng)中的諧波以提高電能的質(zhì)量。[17]我國對諧波問題的研究起步比較晚。吳競昌等在1 988年出版的《電力系統(tǒng)諧波》一書是有關(guān)諧波問題比較有影響的專著。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)諧波問題研究代表性的著作。[18]傳統(tǒng)的LC無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，使得其必將被有源電力濾波器取代。我國在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)系實驗研究為主。1991年得放交通大學(xué)王良博士研制出3KVA的無功及諧波的動態(tài)裝置。同年，華北電力科學(xué)院和冶金自動化研究院聯(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)型有源濾波器的實驗樣機。1992年在北京木材廠中心變電站投入工業(yè)運行，該裝置采用了三個單相全控橋逆變器，用于低壓電網(wǎng)單個諧波源的諧波補償，且只能補償幾個特定次數(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)合開發(fā)的20MVA精致無功補償發(fā)生器（包含有緣濾波器）在鄭州孟若變電站進行300KVA中間工業(yè)樣機試運行。[19]總的來說，我國的有源電力濾波技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用，仍處于試驗和攻堅階段，特別是在既治理諧波又補償無功功率的HAPF系統(tǒng)方面。與國外相比，我國的有源濾波技術(shù)還處在研究階段，工業(yè)中只有少數(shù)幾臺投入運行。隨著我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)高次諧波問題的日益嚴(yán)重，對有源電力濾波器的研究與應(yīng)用要提高到一個新的認(rèn)識高度。伴隨著我國電能質(zhì)量治理工作的深入開展，利用APF進行諧波治理將會具有巨大的市場應(yīng)用潛力，有源濾波技術(shù)必將得到廣泛的應(yīng)用。[20]不論是諧波還是無功，從物理本質(zhì)上看，都可以歸結(jié)為波形的問題。諧波是工頻正弦波畸變，無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，可以對電力系統(tǒng)中的諧波和無功進行綜合補償。有源電力濾波(ActivePwoerFilet)r就是一種諧波和無功的綜合補償系統(tǒng)，APF 的優(yōu)點是能夠?qū)χC波和無功進行快速連續(xù)補償，穩(wěn)態(tài)和動態(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功抑制方法相比，有源電力濾波器具有以下一些特點[22]:(1)實現(xiàn)了動態(tài)補償。有源電力濾波器可對頻率和幅值都變化的諧波以及變化的無功進行補償，對補償對象的變化有極快的響應(yīng)；(2)可同時對諧波和無功進行補償，也可單獨補償諧波或無功，且補償無功的程度可連續(xù)調(diào)節(jié)；(3)在實際應(yīng)用中，有源電力濾波器的貯能元件容量很小；(4)即使需要補償?shù)碾娏鞒^其額定值，也不會發(fā)生過載情況，并能在其額定容量內(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，補償性能不受諧波頻率的影響；(7)既可對特定的諧波源和需要無功的負(fù)載進行補償，也可對多個諧波源和需要無功的負(fù)載進行補償。[23]有源電力濾波器（Active Power Filter，APF）是一種新興的電力電子裝置，可以實現(xiàn)諧波抑制與無功補償。與 LC 電路構(gòu)成的阻抗型補償裝置不同，它通過信號處理技術(shù)檢測出負(fù)載中諧波與無功電流，然后由主電路變換器發(fā)出一個與之相同的補償電流，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)可以對大小及頻率變化的諧波以及變化的無功功率進行補償,并能有效地克服無源濾波器的缺點。但電力電子器件隨著容量的增大其所容許的開關(guān)頻率卻越來越低,影響補償效果。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,既滿足容量要求,也提高等效開關(guān)頻率,只需一套控制電
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