大電網(wǎng)電能質(zhì)量諧波和不對(duì)稱(chēng))問(wèn)題(專(zhuān)題討(編輯修改稿)
2025-02-18 00:22 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 帶動(dòng)無(wú)自啟動(dòng)能力的發(fā)電機(jī)組 ,逐步擴(kuò)大系統(tǒng)恢復(fù)范圍 ,最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的恢復(fù) . ? 黑啟動(dòng)電源首選的是水電機(jī)組如抽水蓄能機(jī)組 ,問(wèn)題是水電機(jī)組一般遠(yuǎn)離負(fù)荷中心 ,需經(jīng)長(zhǎng)距離高壓線路接入系統(tǒng) .除了可能會(huì)產(chǎn)生線路末端電壓過(guò)高以外 ,在 系統(tǒng)黑啟動(dòng)初始階段還會(huì)因線路參數(shù)不對(duì)稱(chēng)引起的系統(tǒng)電壓不對(duì)稱(chēng) . 三相不對(duì)稱(chēng)超標(biāo)的危害 ? 電力系統(tǒng)三相電壓不對(duì)稱(chēng)給系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來(lái)許多不利影響 . ? 電壓不對(duì)稱(chēng)使三相變流器 (直流輸電中的整流和逆變 ,變頻器等 )產(chǎn)生非特征諧振 。 ? 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng) (如線路的高頻保護(hù) )和自動(dòng)控制系統(tǒng) (如自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置 )誤動(dòng)作或拒動(dòng)作 . 超高壓輸電線路不對(duì)稱(chēng)引起的大電網(wǎng)安全問(wèn)題實(shí)例 超高壓輸電線路不對(duì)稱(chēng)通常發(fā)生在 輸電線路輕載 和系統(tǒng) 黑啟動(dòng)初始階段 : ? 美國(guó)西海岸電網(wǎng)的一條 150公里長(zhǎng) ,70%串聯(lián)補(bǔ)償?shù)牟粨Q位的 500kV輸電線路 ,在線路輕載時(shí) ,負(fù)序電壓超過(guò)正序電壓的 30%. ? 在美國(guó)西部電力系統(tǒng)的中部電網(wǎng) ,由于出現(xiàn) 11%的負(fù)序電壓 ,致使一臺(tái)大型發(fā)電機(jī) 無(wú)法通過(guò)一條 345kV進(jìn)線并網(wǎng)運(yùn)行 .典型的發(fā)電機(jī)負(fù)序保護(hù)整定值為 :警戒值 4%,動(dòng)作值為 10%. ? 澳大利亞曾發(fā)生由于 500kV線路輕載而產(chǎn)生的負(fù)序電壓使發(fā)電機(jī)跳閘 ,最終 導(dǎo)致大面積停電事故 . ? 美國(guó)南部電力系統(tǒng)的中部電網(wǎng) ,多次發(fā)生由于新建的500kV線路引發(fā)的不對(duì)稱(chēng)問(wèn)題而 導(dǎo)致用戶旋轉(zhuǎn)電機(jī)損壞的事故 . 電能質(zhì)量 (諧波和三相不對(duì)稱(chēng) )綜合治理技術(shù) ? 電能質(zhì)量 (諧波和三相不對(duì)稱(chēng) )綜合治理技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 (1)無(wú)源濾波 (PF):諧波治理 (2)靜止無(wú)功補(bǔ)償器 (SVC):負(fù)荷補(bǔ)償無(wú)功和三相不對(duì)稱(chēng) ? 電能質(zhì)量 (諧波和三相不對(duì)稱(chēng) )綜合治理技術(shù)發(fā)展趁勢(shì) (1)有源濾波 (APF) ﹑ 靜止無(wú)功發(fā)生器 (SVG)和 混合濾波 (HPF):諧波和三相不對(duì)稱(chēng)補(bǔ)償 (2)可控串補(bǔ) (TCSC)和統(tǒng)一潮流控制器(UPFC) :輸電系統(tǒng)電壓不對(duì)稱(chēng)的補(bǔ)償 輸電系統(tǒng)電壓不對(duì)稱(chēng)的補(bǔ)償相對(duì)配電系統(tǒng)要困難得多 ! 無(wú)源濾波器 (PF) 無(wú)源濾波器的分類(lèi)： a、單調(diào)諧濾波器（對(duì)單一頻率） b、雙調(diào)諧濾波器（對(duì)兩個(gè)不同頻率諧波） c、高通濾波器（對(duì)高次諧波） 無(wú)源濾波器的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比： 優(yōu)點(diǎn)：可靠性高；成本低；易于推廣 . 缺點(diǎn)： 一種參數(shù)只能針對(duì)特定次數(shù)諧波補(bǔ)償； 響應(yīng)速度慢，無(wú)法跟蹤動(dòng)態(tài)諧波進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償； 補(bǔ)償諧波時(shí)，可能產(chǎn)生多余的無(wú)功； 改變系統(tǒng)阻抗特性，可能導(dǎo)致諧振； 參數(shù)穩(wěn)定性差，特別是電容參數(shù)容易變化，導(dǎo)致失諧。 無(wú)源濾波器 (PF) 靜止無(wú)功補(bǔ)償器 (SVC) 作用 :FCTCR型 SVC可實(shí)現(xiàn)從容性到感性無(wú)功功率的平滑調(diào)節(jié) ,實(shí)現(xiàn)無(wú)功和負(fù)序綜合補(bǔ)償 ,平衡不對(duì)稱(chēng)負(fù)荷 . 優(yōu)點(diǎn) :基于斬波控制方式的無(wú)功調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單 ,速度較快 . 缺點(diǎn) :基于相控的方式導(dǎo)致電流波形畸變 ,生成大量諧波 。當(dāng)電壓降低時(shí) ,無(wú)功控制能力大大削弱 . 有源濾波器 (Active Power Filters) 有源濾波器的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比 ? 優(yōu)點(diǎn) ? 同一有源濾波器可適用不同的非線性負(fù)載； ? 具有動(dòng)態(tài)諧波補(bǔ)償功能 ， 響應(yīng)時(shí)間約幾毫秒； ? 接入系統(tǒng)后不會(huì)改變系統(tǒng)阻抗特性； ? 不會(huì)引起補(bǔ)償矛盾即補(bǔ)償諧波與無(wú)功的矛盾 。 ? 缺點(diǎn) ? 可靠性不如無(wú)源濾波器； ? 價(jià)格昂貴 。 電壓源逆變器 (VSC)中的儲(chǔ)能元件電容器與電流源逆變器中的儲(chǔ)能元件電感器相比 ,儲(chǔ)能效率和儲(chǔ)能的體積和價(jià)格都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。因此有源濾波器的主電路較多采用電壓源逆變器 (VSC)。 并聯(lián)型有源濾波器（ Active Power Filter） iF 完全可控 有源濾波器的電流補(bǔ)償 三相三線制并聯(lián)型有源濾波器 統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器 (UPQC,Unified power quality conditioner) 并聯(lián)混合濾波器 (shunt hybrid power filter topology) 4 大電網(wǎng)電能質(zhì)量 (諧波和三相不對(duì)稱(chēng) )需要研究的問(wèn)題 大電網(wǎng)電能質(zhì)量 (諧波和三相不對(duì)稱(chēng) )分析基礎(chǔ)理論研究 大容量有源電力濾波器的關(guān)鍵技術(shù) (諧波和三相不對(duì)稱(chēng) )分析基礎(chǔ)理論研究 (1) 非正弦條件下的功率理論研究 理想的功率理論應(yīng)該既能夠在一定程度上與傳統(tǒng)功率理論保持一致，又能很好的解決有關(guān)諧波和無(wú)功功率的辨識(shí)，諧波和無(wú)功功率的補(bǔ)償和抑制，及儀表測(cè)量和電能的管理、收費(fèi)等問(wèn)題。 (2) 大電電能質(zhì)量諧波和不對(duì)稱(chēng)的仿真建模 諧波源的建模 : 電氣化鐵道牽引負(fù)載 ,NonVSC FACTS,VSCFACTS,電弧爐等 。 電力系統(tǒng)元件的諧波模型 : 發(fā)電機(jī) ,變壓器 ,電動(dòng)機(jī) ,高壓輸電線路 ,電纜等元件諧波模型 。 (3) 諧波和負(fù)序在輸電線路上及系統(tǒng)中的傳播特性 (4)電能質(zhì)量 廣域測(cè)量理論及其實(shí)現(xiàn) (包括傳感器 ,同步測(cè)量技術(shù) ,測(cè)量點(diǎn)的優(yōu)化 , 隨機(jī)信號(hào)處理等 )。 (5)非特征諧波引起的系統(tǒng)振蕩 (次同步振蕩 )的機(jī)理及防治策略 。 (6) 輸電線路的三相不對(duì)稱(chēng)問(wèn)題 及 其防治策略(包括 區(qū)域電壓不對(duì)稱(chēng)綜合抑制 )。 (7) 電能質(zhì)量 (諧波和三相 不對(duì)稱(chēng) )問(wèn)題對(duì)電力系統(tǒng)和不同用戶 (特別是繼電保護(hù)和自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置 )影響機(jī)理及試驗(yàn)研究 。 (8)在系統(tǒng)含有 諧波和三相 不對(duì)稱(chēng)時(shí)的繼電保護(hù)整定算法 . 大容量有源電力濾波器的 關(guān)鍵技術(shù) (1)參考電流 (補(bǔ)償電流 )的提取 (2)大容量有源濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) (主電路 ) (3)大容量有源濾波器控制策略 (4)大容量有源濾波器實(shí)時(shí)數(shù)字仿真研究 (5)有源濾波器電磁干擾特性的研究 (1)參考電流 (補(bǔ)償電流 )的提取 重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容 : ? 參考電流 (補(bǔ)償電流 )的計(jì)算方法： 解決檢測(cè)速度和實(shí)時(shí)性要求高的問(wèn)題 ； 瞬時(shí)無(wú)功理論檢測(cè)法 (instantaneous reactive power) 優(yōu)點(diǎn) :具有較好的實(shí)時(shí)性 ,在三相電路中得到了成功的應(yīng)用 . 缺陷 :要求系統(tǒng)電壓三相對(duì)稱(chēng) ,不能用于單相電路 . 濾波技術(shù) :陷波濾波器 (notch filters) 優(yōu)點(diǎn) :電壓波形畸變和 頻率偏移 情況下具有較好的自適應(yīng)能力，可以應(yīng)用于 三相或單相電路 . 缺點(diǎn) :動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度慢。 (2)大容量有源濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) (主
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