【正文】 ? 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) (主電路 ): ? 問題 :由于單個(gè)開關(guān)器件 (IGBT)額定電壓低 ,額定電流小 ,采用幾個(gè)開關(guān)器件直接串聯(lián)和并聯(lián)難于保證各開關(guān)器件工作中 (特別是在開通和關(guān)斷過程中 )的電壓和電流分配完全一致 .擴(kuò)大有源濾波器的容量主要有如下途徑 : 多重化技術(shù) 每相由幾個(gè)低壓 PWM功率單元串接組成，各功率單元由一個(gè)多繞組的隔離變壓器供電 . 多電平技術(shù) 將多個(gè)電平合成階梯波以逼近正弦輸出電壓 ,多電平逆變器可以使用低壓器件實(shí)現(xiàn)高電壓等級的輸出，不需要開關(guān)器件的直接串聯(lián) . 通過變壓器的串聯(lián)的多重化結(jié)構(gòu) 缺點(diǎn) :通過變壓器的二次繞組，將逆變器輸出的PWM波直接通過變壓器疊加，因而使鐵心損耗增大 . 二極管鉗位型（ DiodeClamp） 多電平結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)：采用多個(gè)二極管對相應(yīng)的開關(guān)元件進(jìn)行鉗位 .開關(guān)元件所需額定電流不同，技術(shù)難題是電容均壓問題復(fù)雜。 (7) 電能質(zhì)量 (諧波和三相 不對稱 )問題對電力系統(tǒng)和不同用戶 (特別是繼電保護(hù)和自動準(zhǔn)同期裝置 )影響機(jī)理及試驗(yàn)研究 。 (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 。 電力系統(tǒng)元件的諧波模型 : 發(fā)電機(jī) ,變壓器 ,電動機(jī) ,高壓輸電線路 ,電纜等元件諧波模型 。 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 (諧波和三相不對稱 )需要研究的問題 大電網(wǎng)電能質(zhì)量 (諧波和三相不對稱 )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) (諧波和三相不對稱 )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)諧波和無功功率的辨識，諧波和無功功率的補(bǔ)償和抑制，及儀表測量和電能的管理、收費(fèi)等問題。 電壓源逆變器 (VSC)中的儲能元件電容器與電流源逆變器中的儲能元件電感器相比 ,儲能效率和儲能的體積和價(jià)格都具有明顯的優(yōu)勢。當(dāng)電壓降低時(shí) ,無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)后不會改變系統(tǒng)阻抗特性； ? 不會引起補(bǔ)償矛盾即補(bǔ)償諧波與無功的矛盾 。 ? 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng) (如線路的高頻保護(hù) )和自動控制系統(tǒng) (如自動準(zhǔn)同期裝置 )誤動作或拒動作 . 超高壓輸電線路不對稱引起的大電網(wǎng)安全問題實(shí)例 超高壓輸電線路不對稱通常發(fā)生在 輸電線路輕載 和系統(tǒng) 黑啟動初始階段 : ? 美國西海岸電網(wǎng)的一條 150公里長 ,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)序電壓超過正序電壓的 30%. ? 在美國西部電力系統(tǒng)的中部電網(wǎng) ,由于出現(xiàn) 11%的負(fù)序電壓 ,致使一臺大型發(fā)電機(jī) 無法通過一條 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)的不對稱問題而 導(dǎo)致用戶旋轉(zhuǎn)電機(jī)損壞的事故 . 電能質(zhì)量 (諧波和三相不對稱 )綜合治理技術(shù) ? 電能質(zhì)量 (諧波和三相不對稱 )綜合治理技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 (1)無源濾波 (PF):諧波治理 (2)靜止無功補(bǔ)償器 (SVC):負(fù)荷補(bǔ)償無功和三相不對稱 ? 電能質(zhì)量 (諧波和三相不對稱 )綜合治理技術(shù)發(fā)展趁勢 (1)有源濾波 (APF) ﹑ 靜止無功發(fā)生器 (SVG)和 混合濾波 (HPF):諧波和三相不對稱補(bǔ)償 (2)可控串補(bǔ) (TCSC)和統(tǒng)一潮流控制器(UPFC) :輸電系統(tǒng)電壓不對稱的補(bǔ)償 輸電系統(tǒng)電壓不對稱的補(bǔ)償相對配電系統(tǒng)要困難得多 ! 無源濾波器 (PF) 無源濾波器的分類： a、單調(diào)諧濾波器（對單一頻率） b、雙調(diào)諧濾波器（對兩個(gè)不同頻率諧波） c、高通濾波器（對高次諧波） 無源濾波器的優(yōu)缺點(diǎn)對比： 優(yōu)點(diǎn)：可靠性高；成本低；易于推廣 . 缺點(diǎn)： 一種參數(shù)只能針對特定次數(shù)諧波補(bǔ)償； 響應(yīng)速度慢，無法跟蹤動態(tài)諧波進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償； 補(bǔ)償諧波時(shí)，可能產(chǎn)生多余的無功； 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。 ? 非全相運(yùn)行的運(yùn)行方式 為了提高供電的可靠性 ,需對某些重要的高壓輸電線采用分相停電進(jìn)行檢修 ,或者在某些故障情況下只斷開輸電線或變壓器的一相或二相作 非全相運(yùn)行的運(yùn)行方式 . ? (2)系統(tǒng)中不對稱故障 實(shí)際系統(tǒng)中 90%以上的故障均為此類故障 . (3)大容量單相負(fù)載 ? 電氣化鐵道牽引負(fù)載和電弧爐等 (不對稱傳播 )。 ? 諧波 (尤其是零序諧波分量 )對通信線路的影響 。 電壓電流波形畸變 (諧波 )的危害 ? 發(fā)電機(jī)的銅耗和鐵耗增加 ,電容器組 ﹑ 變壓器和電動機(jī)的發(fā)熱和故障 。 期 ,其特征是在電極和固態(tài)原料之間形成極不穩(wěn)定的電弧 ,電弧電流不規(guī)則波動 (電弧電阻的非線性和電弧游動等 )，且三相電流大而不平衡，呈沖擊性。 時(shí)變 ,非線性 。 電 氣機(jī) 車 (Y， d11接線牽引變供電 ,大功率電力電子整流負(fù)荷 ) 高速列車、牽引機(jī)車、城市軌道交通車 負(fù)荷特點(diǎn) : ? 無功 ,諧波 ,三相電壓不對稱 ,電壓波動等 。系統(tǒng)故障時(shí)，過電壓保護(hù)將串聯(lián)電容短路，限制了短路電流，故障后重新投入電容，將系統(tǒng)搖擺角限制與一定范圍內(nèi)，提高了暫態(tài)穩(wěn)定性。 500kV,3000A,3000WM,960kM,在建 ) ? 貴州 廣東直流輸電工程(177。 50kV,600A,60WM,) ? 三峽 常州直流輸電工程(177。 500kV,1200A,1200WM,1045kM) ? 天生橋 廣州直流輸電工程 (177。 缺點(diǎn) : 電網(wǎng)的重要諧波源 我國已運(yùn)行和在建的高壓直流輸電工程 ? 舟山直流輸電工程 (177。 2．利用其迅速而精確的調(diào)節(jié)性能可以提高與之并聯(lián)的交流線路的穩(wěn)定性和傳輸容量． 3．將其作為