電力系統(tǒng)諧波抑制及無功補償方法的研究-論文開題報告-在線瀏覽
2025-03-10 16:54本頁面
【正文】 保護與故障識別遼寧工業(yè)大學研究生學院制12本論文選題的國內外研究概況近年來，隨著全球工業(yè)化進程的不斷加快，對地球環(huán)境的污染和破壞也空前加劇。為此，在全世界范圍內掀起了環(huán)境保護的熱潮。[1]一方面是因為電力電子裝置自身的非線性使得電網電壓、電流發(fā)生畸變，產生了嚴重的諧波污染；另一方面是因為大多數(shù)電力電子裝置本身功率因數(shù)很低，其無功需求給電網帶來額外負擔，會嚴重影響電網供電質量。世界各國電力系統(tǒng)近年來紛紛采用了動態(tài)無功補償裝置和諧波治理裝置來提高電網的電能質量。因此,進一步深入無功補償和諧波抑制的研究具有非常重要的意義，對無功補償和諧波抑制的方法研究是今后一個重大研究課題。電力系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在已出現(xiàn)三代無功補償技術：同步發(fā)電機補償、同步調相機補償、并聯(lián)電容器補償、并聯(lián)電抗器補償?shù)葘儆诘谝淮a償技術；基于自然關斷晶閘管技術的SVC（相控電抗器（TCR）、磁控電抗器(MCR)）屬于第二代無功補償技術；基于IGBT、IGCT等大功率可控器件的補償裝置SVG(Static VAR Genarator)屬于第三代無功補償技術。[5]在國內，目前機械投切電容器的方式比較普遍。目前國內比較先進，且占據一定市場份額的動態(tài)無功補償裝置是SVC。[7]1995年清華大學和河南省電力局共同研制我國首臺作為工業(yè)試驗裝置的177。20 Mvar SVG且并網成功。[9]SVG與SVC相比，SVG具有5個優(yōu)點：①調節(jié)速度快。在欠壓條件下，SVG可通過調節(jié)其變流器交流側電壓的幅值和相位，使其所能提供的最大無功電流維持不變，僅受其電力半導體器件的電流量限制。SVG在采取多重化技術、多電平技術或PWM技術等措施后，可大大減少補償電流中的諧波含量。1986年美國研制出基于GTO的1 Mvar SVG，1991年和1994年日本和美國分別研制出采用GTO的80 Mvar100MvarSVG1997年德國研制出采用GTO的8Mvar SVG。世界上許多國家都在開展這方面的研究工作。我國也開展了UPFC的研究，但大多數(shù)僅限于理論研究和數(shù)字仿真研究。[13]，1969年B．M．BIRD和J．F．Marsh發(fā)表的論文中，描述了通過向交流電網注入三次諧波電流來減少電源電流的諧波成分，從而改善電源電流波形的新方法。不少國家和國際學術組織都制定了限制電力系統(tǒng)諧波和用電設備諧波的標準和規(guī)定。但由于當時是采用線性放大的方法產生補償電流，其損耗大，成本高，因而僅在實驗室中研究，未能在工業(yè)中實用。進入80年代，隨著電力電子技術以及PWM控制技術的發(fā)展，對APF的研究逐漸活躍起來，是電力電子技術領域的熱點研究之一。目前，三相電路瞬時無功功率理論被認為是APF的主要理論基礎之一。[15]我國對諧波問題的研究起步比較晚。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》是有關諧波問題研究代表性的著作。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。研究最成熟的是并聯(lián)型，主要以理論聯(lián)系實驗研究為主。同年，華北電力科學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雙極面結型電壓型濾波器；采用多重化技術，西安交通大學研制出120KVA并聯(lián)型有源濾波器的實驗樣機。[17]總的來說，我國的有源電力濾波技術的工業(yè)應用，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。隨著我國國民經濟的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)高次諧波問題的日益嚴重，對有源電力濾波器的研究與應用要提高到一個新的認識高度。[18]不論是諧波還是無功，從物理本質上看，都可以歸結為波形的問題。正是由于這種物理本質的統(tǒng)一性，可以對電力系統(tǒng)中的諧波和無功進行綜合補償。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[19]:(1)實現(xiàn)了動態(tài)補償。[20]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。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。采用四重化主電路,四
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