【文章內(nèi)容簡介】 框圖10kV A段和B段母線存在分列運行及并列運行兩種工況，在本方案中，對這兩種工況分別進行仿真分析。由于本次項目所有負荷均由10kV供電，因此,需要同時對10kV母線各項電能質(zhì)量進行分析。本次項目的主要諧波負荷為中頻爐的中頻電源，根據(jù)用戶提供的資料，,： 6100kW中頻電源諧波電流含量：諧波次數(shù)57111317192325諧波電流含量（%）諧波電流值（A） 8400kW中頻電源諧波電流含量：諧波次數(shù)57111317192325諧波電流含量（%）諧波電流值（A）注：由于以上諧波電流值為中頻爐廠家提供的理論計算值，實際運行時，諧波電流會比上表中的數(shù)值大。還有一部分諧波來自變頻驅(qū)動及直流調(diào)速的電動行車及機床負荷，此部分負荷諧波含量根據(jù)工程經(jīng)驗核算，： 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不采取補償措施時，根據(jù)供電系統(tǒng)參數(shù)、負荷參數(shù)和諧波電流源參數(shù)，建立諧波潮流計算網(wǎng)絡(luò)，利用國際流行的仿真軟件PSAF進行仿真分析。 仿真軟件背景介紹 在A段母線添加FC裝置、B段母線添加SVG裝置后，為了驗證治理效果，需要對各電能質(zhì)量指標進行仿真計算分析，本文采用的仿真軟件為從加拿大進口的CYME PSAF（Power Systems Analysis Framework）電力系統(tǒng)分析軟件。CYME為一套專業(yè)電力工程軟件，它以個人計算機及微軟窗口（Microsoft Windows）為操作平臺，具有便利性及親和力，它結(jié)合優(yōu)異的分析能力與先進的界面技術(shù)，是當前電力工程軟件中，被公認具有高質(zhì)量及高信賴的電力工程軟件，它被許多電力公司，工業(yè)組織、顧問公司、研究機構(gòu)及學(xué)校等選為電力系統(tǒng)仿真之標準軟件[52]。CYME PSAF是一個新的整合性電力系統(tǒng)分析軟件系列，它主要是從原有的CYME的多個電力系統(tǒng)分析軟件加以改版，采模塊化設(shè)計并整合而得。它的基本架構(gòu)系獨立于仿真模塊的型態(tài)與數(shù)量，這些仿真模塊都共用一個集成的電網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)庫。PSAF可運行廣泛的電力系統(tǒng)分析工作，如：電力潮流分析、緊急事故分析、電動機啟動分析、短路故障分析、暫態(tài)穩(wěn)定度分析、諧波分析等。PSAF 配備有多個仿真模塊，可從事廣泛的電力系統(tǒng)分析工作。目前提供的模塊有：PSAFFLOW(電力潮流分析)、ACContingency Analysis(交流緊急事故分析)、PSAFMOTORSTART(電動機起動分析模塊)、PSAFFAULT(短路故障分析)、PSAFSTAB(瞬時穩(wěn)定度分析)、PSAFHARMO(諧波分析)、PSAFLINE(單線圖繪制)，每一成員(分析模塊)均有獲工業(yè)上之應(yīng)用實證，以及具有現(xiàn)代化模型與求解法則、技巧的特性，使得其成為工程師及技師們可靠的工程分析工具。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，執(zhí)行電力系統(tǒng)的諧波侵入分析(harmonic penetration analysis)。此模塊可自PSAFFlow取得基波的系統(tǒng)狀態(tài)(fundamental frequencysystem status)作為諧波電壓、電流失真(harmonic voltage and currentdistortions)的計算基準，具有單相(singlephase)及全三相(full threephase)兩種模型，且具備解析三項及單相諧坡影響之功能，也可提供完整之IEEE諧波限制標準，利于狀況改善及相關(guān)策略擬定之參考，彈性及容易地分析任何形態(tài)的電力公司電網(wǎng)、工業(yè)電力系統(tǒng)及配電饋線的諧波問題。,： 軟件界面 軟件界面 A、B兩段母線并列運行時的電能質(zhì)量問題當A、B兩段母線并列運行時，考核點的各項電能質(zhì)量問題如下所示： 諧波電流：不采取補償措施時。 考核點110kV母線的諧波電流（A）諧波次數(shù)負荷注入110kV系統(tǒng)的諧波電流國標限值分析2345超標67較大891011較大1213較大14151617181920212223超標2425超標 不采取措施時110kV母線的電流曲線通過與諧波電流國標限值對比，110kV總母線的5次、25次諧波電流超標， 7次、11次、13次、17次、19次、23次諧波電流較大。：不采取補償措施時，A、A、。、B段10kV母線的諧波電流（A）諧波次數(shù)負荷注入A段10kV系統(tǒng)的諧波電流負荷注入B段10kV系統(tǒng)的諧波電流2345678910111213141516171819202122232425 不采取措施時A、B段10kV母線的電流曲線：不采取補償措施時。 考核點的諧波電壓（%）諧波次數(shù)110kV系統(tǒng)的諧波電壓國標限值分析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 不采取措施時110kV的電壓曲線由仿真結(jié)果可知，%，超過國標限值，23次、25次諧波電壓較大。：不采取補償措施時，A、A、。 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)都裝有低壓無功補償裝置，但是兩臺主變的無功損耗將導(dǎo)致考核點110kV母線的功率因數(shù)更低，不滿足要求。 A、B兩段母線分列運行時的電能質(zhì)量問題當A、B兩段母線分列運行時，考核點的各項電能質(zhì)量問題如下所示： 1. 治理前考核點諧波電流：不采取補償措施時。 考核點110kV母線的諧波電流（A）諧波次數(shù)負荷注入110kV系統(tǒng)的諧波電流國標限值分析2345超標67較大891011較大1213較大14151617181920212223超標2425超標 不采取措施時110kV母線的電流曲線由仿真結(jié)果可知，與諧波電流國標限值對比，110kV總母線的5次、25次諧波電流超標， 7次、11次、13次、17次、19次、23次諧波電流較大。：不采取補償措施時，A、A、。 治理前A、B段10kV母線的諧波電流（A）諧波次數(shù)負荷注入A段10kV系統(tǒng)的諧波電流負荷注入B段10kV系統(tǒng)的諧波電流2345678910111213141516171819202122232425 治理前A、B段10kV母線的電流曲線 諧波電壓1. 治理前110kV母線諧波電壓：不采取補償措施時。 考核點的諧波電壓（%）諧波次數(shù)110kV系統(tǒng)的諧波電壓國標限值分析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 不采取措施時110kV的電壓曲線由仿真結(jié)果可知，%，超過國標限值，23次、25次諧波電壓較大。：不采取補償措施時，A、A、。 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203456789010111213141516171819202122232425THDu 不采取措施時10kV母線的電壓曲線 諧波電流由于目前用戶的車間內(nèi)都裝有低壓無功補償裝置，但是兩臺主變的無功損耗將會導(dǎo)致考核點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A、B兩段母線分列運行和并列運行進行仿真，通過測量和觀察考核點、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)與諧波電流國際標限值相比，可以發(fā)現(xiàn)諧波電流較大，不符合和要求。通過測量和觀察110kv母線諧波電壓和10kv母線諧波電壓的數(shù)據(jù)和相應(yīng)的電壓波形曲線，與諧波電壓國際標限值相比諧波電壓較大。4 治理方案設(shè)計本次項目為了解決諧波電流及110kV變電站主變無功損耗的問題，根據(jù)以上對A、B段母線的負荷特性分析及用戶的要求，最終確定在A段10kV母線裝設(shè)一套濾波兼無功補償（FC）成套裝置，在B段10kV母線裝設(shè)一套動態(tài)無功發(fā)生器（SVG+FC）成套裝置。根據(jù)用戶提供的資料，10kV B段母線上的負荷為6套中頻爐，其中有3套8t*2頻爐，每套頻爐的最大負荷為6100kW，另外3套為12t*2的頻爐，每套頻爐最大負荷為8400kW。中頻爐負荷的同時率為60%，均為24脈動整流。10kV A段母線的負荷為鍛造機加工負荷等，同時率為46%，由于各車間變壓器低壓側(cè)均有無功補償裝置。根據(jù)以上的數(shù)據(jù)進行計算，并同時考慮110kV主變的無功損耗，同時考慮一定欲度后，由計算可得，A段母線FC成套補償容量為5Mvar，B段母線SVG成套補償容量為10Mvar，其中S