电力系统谐波及其抑制技术

2013-08-15 00:54:54张小金
山东工业技术 2013年7期
关键词:有源谐波滤波器

张小金

(福建省福安市供电有限公司,福建 福安355000)

随着电力电子技术的发展和广泛应用,从小功率的家用电器到大功率的变流装置的广泛应用,供电系统中增加了大量的非线性负载,引起了电网内高次谐波显著增加,如果供电系统长期处于这种运行状况,将导致变压器过热、能量损耗增加、功率因素降低、造成电能和设备利用率不足,继而出现过流、过压、过热,绝缘老化等现象,使整个电网处于一个不安全的运行状态。

但在我们日常建设的工程中,改善电网质量的方式采用较多的是进行无功功率电容集中补偿,很少注意到谐波对用电设备和电网带来的危害,大量谐波频率的产生很大地影响了电器设备的使用及电网的质量,严重时还可能危及到电网中的其他各类电气设备的损毁及破坏电网的正常使用。 在此,我们主要探讨谐波产生的原因及其危害分析,并提出抑制供电系统中谐波的对策。

1 谐波定义

供电系统谐波的定义是:对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解,除了得到与电网基波频率相同的分量,还得到一系列大于电网基波频率的分量,这部分电量称为谐波。谐波频率 与基波频率的比值(n=fn/f1)称为谐波次数。 电网中有时也存在非整数倍谐波,称为非谐波(Non-harmonics)或分数谐波。谐波实际上是一种干扰量,使电网受到一定程度的“污染”,其谐 波次数范围一般为2≤n≤40。

2 电力谐波的特征

在理想的电力系统中,三相交流发电机发出的电压波形基本是正弦波形。 即在只含线性元件(电阻、电感及电容)的简单电路里,电流与电压成正比,流过的电流是正弦波。 而在实际的供电系统中,由于有非线性负荷的存在,当电流流过与所加电压不呈线性关系的负荷时,就形成非正弦电流,其负荷图形(电流或电压波形)几乎全是非对称的、磁滞形的以及转折形的, 并且斜率也是随负荷而变的,任何周期性波形均可分解为一个基频正弦加上许多谐波频率的正弦。 谐波频率是基频的整倍数, 例如基频为50Hz,2 次谐波为100Hz,3 次谐波则为150Hz。 畸变的电流波形可能有2 次谐波、3 次谐波……可能直到第30 次谐波组成。 谐波电流的量取决于谐波源设备本身的特性及其工作状况,而与电网参数无关,故可视为恒流源。各种晶闸管电路产生的谐波次数与其电路形式有关,称为该电路的特征谐波。 除特征谐波外,在三相电压不平衡,触发脉冲不对称或非稳定工作状态下, 各种晶闸管电路还会产生非特征谐波。进行谐波分析和计算最有意义的是特征谐波,如5、7、11、13 次等。

3 国内外研究状况和进展

3.1 国外研究现状

国外对电力谐波问题的研究大约开始于20 世纪五六十年代,当时的研究主要是针对高压直流输电技术中变流器引起的电力系统谐波问题。20 世纪七八十年代随着电力电子技术的发展及其在工业、交通及家庭中的广泛应用,谐波问题日趋严重,从而引起各国的高度重视。 近几十年间电力谐波的研究,渗透到了数字信号处理、计算技术、系统仿真、电工理论、控制理论与控制技术、电网络理论、电力电子学等其它学术领域,已经越过了电力系统的范畴,并且形成了自己特有的理论体系、分析研究方法、控制与治理技术、监测方法与技术、限制标准与管理制度等。 目前,谐波研究仍是一个非常活跃的领域。 抑制谐波可以从治理谐波源本身入手,使其不产生谐波,且功率因数为l,单位功率因数变流器就是可以实现这种功能的电力电子装置。 但由于谐波源的多样性,在电网中一般还是加装滤波器的方法来抑制高次谐波,这些装置一般可分类为无源滤波器和有源滤波器两种。

3.1.1 无源滤波装置

在电力系统中,装设无源电力滤波器(PF-Passive Filter)-直是传统补偿谐波的主要手段,其突出的优点是结构简单、运行可靠性高、运行费用低旧。 但是设计出滤波性能理想的无源滤波器也不是一件简单的事。 无源滤波器的滤波原理是使负载谐波电流在电网支路和滤波器支路分流,因此其滤波性能受系统阻抗的影响较大。 为了减小电网支路中的谐波,滤波器支路的阻抗须远远低于电网支路阻抗。 由于电网阻抗原本就不是很大,若要使滤波器支路阻抗在主要谐波频率处远小于电网谐波支路阻抗,需加装多个无源滤波器,它们的调谐频率设计在电网的主要谐波频率处,且所有调谐滤波器必须拥有较高的品质因数,否则,加装无源滤波器就起不到明显的谐波抑制作用。 然而,这样设计的无源滤波器对电网频率的变化是极其敏感的, 电网频率稍微偏离额定频率点,无源滤波器的滤波性能将大幅度下降。 此外,电网阻抗的变化、滤波器元件的生产容差、老化或其它原因引起的参数偏离理想设计值,也将导致无源滤波器滤波性能的下降。 为了使无源滤波器在这些情况下也具有一定的滤波效果,往往以牺牲在电网主要谐波频率处的滤波效果为代价来适当地降低品质因数。

并且, 安装LC 无源滤波器很有可能在系统中形成串并联谐振回路,导致电网谐波电流的传播和放大,造成电网电压波形的畸变。 为了避免在主要谐波频率处发生串并联谐振,无源滤波器的调谐频率往往设计成稍偏离主要的谐波频率,而这又将影响无源滤波器的滤波性能。

即使可以成功地解决以上问题,因电网电压谐波和其它负载产生的谐波电流流人无源滤波器而造成的无源滤波器过载,也是比较棘手的问题。 因此,采用无源滤波器技术是很难将电网谐波限制在国际或国家标准以内的。 此外,由于无源滤波器由大容量的电抗器和电容器组成, 整机体积庞大,造价高,虽然在某些大型炼钢厂仍有使用,但必将被效率高、动态补偿特性好的新型有源滤波器所取代。

3.1.2 有源滤波装置

目前谐波抑制的趋势是采用有源电力滤波器(APF-Active Power Filter),它是一种电力电子装置,能对频率和大小都变化的谐波进行动态补偿, 补偿特性不受电网阻抗和频率变化的影响,可获得比无源滤波器更好的补偿效果,是一种理想的谐波补偿装置。 而且,通过改变控制算法可以实现多种功能,如抑制谐波、补偿无功、抑制闪变、补偿相间不平衡等,因而引起了人们极大的关注。

随着20 世纪60 年代以来新型电力半导体器件的出现,脉宽调制(PWM)技术的发展,以及基于瞬时无功功率理论的提出,针对无源滤波器的缺陷,在1969 年Bird 和Marsh 等人提出了向电网中注入三次谐波电流以减少电源系统中电流的谐波成分,这是(Active Power Filter) APF 思想的萌芽嘲。之后,1971 年,H.Sasaki 和T.Machida 首次完整地描述了有源电力滤波器的基本原理,但是由于当时是采用线性放大的方法产生补偿电流,其损耗大,成本高,因而仅在实验室研究,未能在工业中实用。 1976 年Gyugyi 等人提出了用大功率晶体管PWM 变换器构成有源滤波器, 并正式提出了有源滤波的概念,提出了有源滤波嚣的主电路的基本拓扑结构和控制方法,从原理上阐明了有源电力滤波器是一种理想的谐波电流发生器,并讨论了实现方法和控制原理,奠定了有源电力滤波器的基础。 从原理上看,PWM 变流器是一种理想的补偿电流发生电路, 但是由于当时电力电子的发展水平不高,全控型器件功率小,频率低,因而有源滤波器仅限于实验研究。在20 世纪80 年代由于大功率全控型功率器件的成熟,大功率晶体管(GTR)、大功率可关断晶闸管(GTO)、静电感应晶闸管(STH)、功率场效应管(MOSFET)及绝缘栅型双极性晶体管(IGBT)等新型快速大容量功率开关器件相继何世,脉宽调制(PWM)控制技术的发展,尤其是1983 年日本的H.Akagj 等人提出了 “三相电路瞬时无功理论113l (Iristntarieoris Reactive Power Theory)”又称“p-q 理论”、“Akagi-Nabae 理论一,以该理论为基础的谐波电流瞬时检测方法的在三相电力滤波器中得到了成功的应用, 在高性能DSP 芯片也得到了应用,使有源电力滤波器APF 得以迅速发展。APF 通过向电网注入谐波及无功或改变电网的综合阻抗频率特性, 以改善波形,除了具有相应速度快, 具有很好的动态实时补偿功能等优点外,还具有可进行无功补偿,抑制电压闪变等多种功能。 因此APF 逐渐成为了一种具有很大潜在应用价值的谐波补偿装置,并开始得到迅速的发展。 但由于全控型功率器件的成本及性钝,制约了APF 的实际应用,目前只有在日本得到比较广泛的推广。

APF -般分为并联型、串联型和混合型三种。 从补偿的角度来看,APF 可以分为无功补偿、谐波补偿、平衡三种系统电压或电流以及多种补偿。常规的并联型APF 可以同时补偿谐波电流和无功,属于多重补偿。混合APF 只能补偿谐波电流,属于谐波补偿。

随着科学技术的发展, 非线性负荷用电设备的种类、数量和用电量迅速增加。 针对谐波的大量出现,目前国外已经研制成功各种谐波测量分析仪,如德国产的NOWA-1 谐波分析仪、美国产F40/41 手持式谐波分析仪和英国产PA 系列高精度电力谐波分析仪等。

3.2 国内研究现状

我国在有源电力滤波器的应用研究方面,继日本、美国、德国等之后,得到学术界和企业界的充分重视,并投入了大量的人力和物力,但和电子工业发达的国家相比有一定的差距。 我国从20 世纪80 年代开始大量采用硅整流设备,尤其是铁路电气化的迅速发展, 推动了硅整流技术的发展和应用。 电气化铁道具有牵引重量大、速度高、节约能源、对环境污染小等优点,电力牵引己成为我国铁路动力改造的主要方向。 目前,非线性负荷的大量增加,使我国不少电网的谐波成分以大大超过了有关标准, 并出现了一些危及电网安全、经济运行的问题。 于此同时,我国许多科研和生产单位,一些高等院校相继开展了谐波研究工作,在多次学术会议上交流了这一方面的成果。

但是,我国在APF 方面的研究仍处于起步阶段,到1989年才有这方面文章。研究APF 主要集中在并联型、混合型,也开始研究串联型。 研究最成熟的是并联型,而且主要以理论眼界和实验研究为主。 理论上涉及到了功率理论的定义、谐波电流的监测方法、有源电力滤波器的稳态和动态特性研究等。1991 年北方交通大学王良博士研制出3KVA 的无功及谐波的动态补偿装置;同年,华北电力科学院和冶金自动化研究院联合研制了用于380V 三相系统的33KVA 双极面结型电压型滤波器; 采用多重化技术201, 西安交通大学研制出120KVA 并联型有源滤波器的实验样机。 此外,清华大学、华北电力大学、重庆大学等高等院校也对APF 展开了深入的理论研究。 我国虽在理论上取得一定的进展,由于多方面的条件的限制,我国的有源滤波技术还处于实验阶段,工业应用上只有少数几台样机投入运行, 如华北电力实验研究所、冶金部自动化研究院和北京供电公司联合开发研究的有源高次谐波抑制装置于1992 年在北京木材厂中心变电站投入工业运行,该装置采用了三个单相全控桥逆变器(功率开关为GTR),用于低压电网单个谐波源的谐波补偿,且只能补偿几个特定次数的谐波(5、7、11、13 次),调制载波的频率(3.3KHZ)不高;河南电力局与清华大学联合开发的20MVA 静止无功发生器(包含有源谐波器)在郑州孟若变电站进行300KVA 中间工业样机试运行,该样机主电路由18 脉冲电压型逆变器、直流储能电容器、9 台曲折绕组变压器及系统的连接变压器组成,脉冲逆变器分为3 相6 脉冲电压型逆变器(功率开关为GTO),系统结构较复杂。

总的来讲, 目前我国有源电力滤波技术的工业应用,仍处于试验和攻坚阶段。

4 谐波的产生

自从使用交流电起,电力系统中就已存在谐波了。 国际上公认的谐波定义为:“谐波是正弦波分量并且是一个周期电气量的,其频率为基波的整数倍”。 在电力系统中,我们通常所说的谐波,也是我们常称的高次谐波,主要是指频率是基波频率整数倍的lF 弦波。

4.1 电输配电系统产生的谐波

输配电系统中的谐波主要是电力变压器,“生的,这是由于设计变压器时考虑经济性,磁化曲线的非线性,变压器铁心的饱和, 加上其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上,这样就使得磁化电流呈尖顶波形,因而含有奇次谐波。 它的大小与铁心的饱和程度、磁路的结构形式有关。 谐波电流越大,变压器工作点偏离线性就越远,铁心的饱和程度就越高,其中3 次谐波电流可达额定电流的0.5%。输配电系统和电源虽然产生谐波, 但这2 方面产生的谐波所占的比例是很小的。

4.2 电源质量不高产生的谐波

由于铁心也很难做到绝对均匀一致,和三相绕组在制作上很难做到绝对对称,加上发电机是产生电能的装置,致使电源多少也会产生一些谐波。

4.3 用电设备产生的谐波

电网主要的谐波源就是用电设备产生的谐波,且这方面的谐波占比很大。

5 电力谐波造成的危害

电力谐波作为一种污染,对电网造成的危害十分严重。它能使电能的生产、传输和利用的效率降低,使电器设备过热、产生振动和噪声,并使绝缘老化、使用寿命缩短,甚至发生故障 或烧毁;它可引起电力系统局部谐振,使谐波含量放大,造成电容器等设备损坏; 它能引起继电保护和自动装置误动作,使电能计量出现混乱。 另外,还对通讯设备和电子设备产生严重干扰等等。 电力谐波的危害主要表现有以下几方面:

5.1 增加输、供和用电设备的额外附加损耗产生的影响

5.1.1 电力谐波对输电线路的影响

谐波电流使输电线路的电能损耗增加。 当注入电网的谐波频率位于在网络谐振点附近的 谐振区内时,对输电线路和电力电缆线路会造成绝缘击穿。

5.1.2 电力谐波对变压器的影响

谐波电压的存在增加了变压器的磁滞损耗、 涡流损 耗及绝缘的电场强度,谐波电流的存在增加了铜损。 对带有非对称性负荷的变压器而言,则会大大增加励磁电流的谐波分量。

5.1.3 电力谐波对电力电容器的影响

含有电力谐波的电压加在电容器两端时, 由于电容器对电力谐波阻抗很小,谐波电流叠加在电容器的基波上,使电容器电流变大、温度升高、寿命缩短,引起电容器过负荷甚至爆炸, 同时谐波还可能与电容器一起在电网中造成电力谐波谐振,使故障加剧。

5.2 影响继电保护和自动装置的工作可靠性

对于电磁式继电器来说, 电力谐波常会引起继电保护及自动装置误动或拒动,使其动作失去选择性,导致可靠性降低,容易造成系统事故,严重威胁电力系统的安全运行。

5.3 对通信系统工作产生干扰

电力线路上流过幅值较大的奇次低频谐波电流通过磁场耦合时,会在邻近电力线的通信线路中产生干扰电压,干扰通信系统的工作,影响通信线路通话的清晰度,甚至在极端的情况下,还会威胁着通信设备和人员的安全。

5.4 对用电设备的影响

电力谐波会使电视机、计算机的图形畸变,画面亮度发生波动变化,并使机内的元件温度出现过热;使计算机及数据处理系统出现错误,甚至损害机器。另外电力谐波还会对测量和计量仪器的指示及整流装置等产生不良影响。

6 谐波检测的几种方法比较

6.1 模拟滤波器检测法

优点是原理和实现电路简单、造价低、输出阻抗低、品质因素易于控制。 但存在诸多缺点:实现电路的滤波中心频率对元件参数十分敏感、受外界环境影响较大、难以获得理想幅频和相频特性;电网频率波动不仅影响检测精度,而且检测出的谐波中含有较多的基波分量: 当需要检测多次谐波分量时,实现电路变得复杂,其电路参数设计难度随之增加;运行损耗大。 由于上述严重缺陷,随着电力系统谐波检测要求的提高及新的谐波检测方法日益成熟, 该方法已极少采用。

6.2 基于Fryze 传统功率定义的谐波检测法

原理是将负荷电流分解为与电压波形一致的分量(“有功电流”),其余分量作为广义无功电流(包括谐波电流)。 因为Fryze 功率定义是建立在平均功率基础上, 所以要求瞬时有功电流需要一个周期的积分,需要一个周期才能得出检测结果,再加上其它运算电路,需要有几个周期的延迟。 因此,用这种方法求得的“瞬时有功电流”实际上是几个周期前电流,实时性不好。

6.3 神经网络(Neural Network,NN)谐波检测法

目前,此检测法的相关研究文献迅速增加,并取得了~些工程应用或成果,概括起来有两个方面:

一是, 提出了基于多层前馈网络NN 的电力系统谐波检测方法, 该方法利用多层前馈神经网络来进行谐波检测;二是, 将Adaline 神经网络和自适应对消噪声技术相结合进行谐波检测。 谐波NN 检测方法优点:

(1)计算量小

(2)检测精度高

(3)对数据流长度的敏感性低于FT 和WT

(4)实时性好,可以同时检测任意整数次谐波

(5)抗干扰性好

在谐波检测中可以应用一些随机模型的信号处理方法,对信号源中的非有效成份(如直流衰减分量)当作噪声处理,克服噪声等非有效成份的影响。 但是,NN 用于工程实际还有很多问题:没有规范的NN 构造方法,需要大量的训练样本,如何确定需要的样本数没有规范方法,NN 的精度对样本有很大依赖性等。 另外,NN 和WT-样,都属于目前正在研究的新方法,研究和应用时间短,实现技术上需完善,因此,目前在工程应用中未优先选用。

6.4 基于傅里叶变换的谐波检测法方法

这种检测方法检测精度高、实现简单、功能多且使用方便,在谐波检测方面得到广泛应用。 傅里叶分析具有如下局限性:

(1)FFT 需要一定时间的采样值计算量大, 计算时间长,使得检测时间较长,检测结果实时性差。

(2)没有反映出随时间变化的频率,当人们需要在任何希望的频率范围上产生频谱信息时,FFT 不一定适用。

(3)由于一个信号的频率与其周期长度成正比,对于高频谱的信息时间间隔要相对地小以给出比较好的精度,而对于低频谱的信息, 时间间隔要相对地宽以给出完全的信息,亦即需要一个灵活可变的时间一频率窗,使在高“中心频率”时自动变窄,而在低“中心频率”时自动变宽,FFI 自身并没有这个特性,目前谐波FFT 检测都是基于这样的假设:波形是稳态和周期的,采样的周波数是整数的,针对FFT 这一局限,1946 年Gabor 提出的短时傅里叶变换。 又称加窗FI 或Gabor变换,对弥补FT 不足起了一定作用,但并没有彻底解决这个问题。

(4)从摸拟信号中提取全部频谱信息需要取无限的时间量, 使用过去的和将来的信号信息只能计算医域频率的频谱。

(5)为了减小误差,通常采用以下算法解决:加窗算法、插值算法、双峰谱线修正算法。

6.5 小波变换检测法

是时间和频率的局域变换,因而能有效地从信号中提取有用的信息,通过伸缩和平移等运算功能对函数或信号进行多尺度细化分析(Multiscale Analysis),解决了傅立叶变换不能解决的许多困难问题,因而赢得了“数字显微镜”的美誉。 小波变换适用于稳态信号的研究, 也适用于时变信号的研究。对波动谐波,快速变化谐波检测有很大优越性。 是目前波动谐波和快速变化谐波的主要检测方法。 小波变换克服了FT在频域完全局部化而在时域完全无局部化的缺点。 但是WT稳态谐波检测方面并不具备理论优势;另一方面WT 的理论和应用时间相对较短,WT 应用在谐波测量方面尚处于初始阶段,存在许多不完善的地方,如缺乏系统规范的最小波基的选取方法,缺乏构造频域行为良好,即分频严格,能量集中的小波函数以改善检测精度的规范方法。

7 电力谐波的抑制措施

7.1 严格贯彻执行有关电力谐波的国家标准,有效杜绝谐波源入网

《中华人民共和国电力法》指出:“用户用电不得危害供电、用电安全和扰乱供电、 用电秩序”,《供电营业规则》 中规定:“用户的非线性阻抗特性的用电设备接入电网运行所注入电网的谐波电流和引起公共连接点至正弦波畸变超过标准时,用户必须采取措施予以消除。 ”

(1)对于电力用户来说,要求所购置的用电设备必须符合GBl7625.1《低压电气及电子设备发出的谐波电流限值(设备每相输入电流≤16A)》标准,方可允许接入到配电系统中。

(2)根据国家技术监督局1993 年颁发的GB/T14549《电能质量公用电网谐波》,规定注入公共连接点的谐波电流允许值的用户,必须安装电力谐波滤波器,以限制注入公用电网的谐波。

(3)严格业扩报装审批手续,对新上用户设备的负荷特性严格审查,对大容量的谐波源,其相关的谐波抑制设备不配套,谐波注入量不达标,不予验收送电。

(4)对于新建、再建、扩建工程的用户,监督其选用不产生谐波的电气设备。

7.2 贯彻“谁污染,谁治理”的原则,实施绿色电网工程

治理谐波污染的核心内容是有效控制污染源, 堵住客户向电网注入超标的谐波电流。 供电公司应该制定相应的考核措施,坚定不移地贯彻“谁污染,谁治理”的原则,实施绿色电网工程,牢牢掌握治理谐波污染的主动权。

7.3 加强对与大用户谐波污染的监测和管理

由于电弧炉冶炼技术经济的优越性, 电弧炉的市场用量日益增多,已成为电网中的主要谐波源。对于容量在100kVA及以上整流装置和非线性设备的用户, 必须增设分流滤波装置,就近吸收电力谐波。强制性要求装设谐波检测设备和谐波计量仪表, 定期对谐波污染严重用户的谐波污染状况进行定量检查,为实施谐波计量和收费提供准确的依据。对于超过国家标准的设备拥有者,必须给予适当的经济处罚。

7.4 大力普及谐波管理知识,宣传谐波对电网的危害

使供电企业职工与电力用户都能够充分认识到, 谐波治理不仅是供电企业的责任, 而且也是供电企业和电力用户的共同责任,减少电网谐波污染,提高电能质量,对双方都有裨益。

7.5 充分认识谐波对电网的危害

在供电企业内部把谐波管理指标与经济责任制考核挂钩, 建立健全谐波管理体系,组织专业管理队伍,对谐波进行专业管理,开展谐波专业分析与治理。

7.6 对高压直流(HVDC) 谐波的抑制

高压直流(HVDC)输电方式在远距离、大容量方面独具优势,然而环流变压器却是一个大功率、非线性电子元器件,在电力系统内会产生大量非特征和特征谐波, 不但会使周围通讯系统受到干扰,而且会使输电系统电气设备因发热而损坏,严重时在电力系统可能产生并联或串联谐振。 通常采用的抑制谐波的方法有两种:一种,是增加换流器的相数或脉冲数,另一种,是装设交流滤波器和直流滤波器。

7.7 三相整流变压器采用正确接线方式

对于三相整流变压器,尽量采用Y/△或△/Y 的接线形式这样可以消除3 的整数倍次的电力谐波,从而使注入电网的谐波电流只有5、7、11……等次谐波。

7.8 增设限流装置或串联电抗器

电力电容器具备一定的抗谐波能力但是当谐波含量过大时又会对电容器的寿命产生不良影响, 加之由于电容器对谐波具有放大作用,因而会使系统的谐波干扰更加严重。 所以对于大容量的电力设备(特别是大容量的电容器组)而言,在其回路内可考虑增设限流装置或串联电抗器,添加滤波装置。

7.9 注重选择非线性负荷接入电网的接入点

由于高压电网的短路容量大,承受谐波侵扰的能力强,可以考虑将谐波产生容量大的谐波源接入到高一级电网的母线上,并且在变电站 母线上加装电感、电容式滤波器。

7.10 推广使用有源电力滤波器(Active PowerFilter——APF)

有源电力滤波器(APF),也称为静止无功发生器(SVG),是一种能对电力系统中幅值和频 率都变化的谐波和无功分量进行实施动态补偿的新型电子电路装置, 主电路一般由脉冲宽度调制(Pulse WidthModulation——PWM)逆变器构成。 其基本原理是先从补偿对象中检测出谐波电流, 再利用补偿装置向电网注入与该谐波源谐波分量(电流或电压)大小相等而极性相反的补偿分量(电流或电压),使电源的总谐波为零,电网电流只含基波分量,从而达到实时补偿 谐波的目的。 这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿, 且补偿特性不受电网阻抗的影响。 对于大型电弧炉及晶闸管控制的轧钢机等非线性设备,由于其负荷具有冲击性和随机性,因此宜装设能吸收动态谐波电流的静止无功补偿装置, 以提高供电系统承受谐波 的能力。 实践证明,有源电力滤波器是抑制谐波和补偿无功的理想和灵活的可行方案。

8 结语

(1)可以预测到,随着社会经济的不断发展,今后的用电需求量,属于产生电力谐波污染的负荷(谐波源)将占绝大部分。 现代化工、冶金、炼钢、机械加工;现代交通运输;现代信息传 媒等的发展几乎都是谐波源。 毫无疑问,这一发展趋势将会随着新技术的开发和运用愈来愈严重。 相应的,谐波作为反映电能质量的一个重要标志,将会日益受到广泛关注。

(2)必须进一步提高对于电力谐波危害性的认识程度,努力掌握电力谐波的产生机理,积极开发和运用新产品新技术,采取切实可行的应对策略, 最大限度地抑制谐波对电力系统所 造成的危害,以便确保电网安全经济运行。

[1]孙树勤,林海雪.干扰性负荷的供电[M].北京:中国电力出版社,1999.

[2]刘利宏治理谐波污染、提高电能质量[J].电气时代,2002(8):41242.

[3]杨斌文.电力系统中谐波的抑制方法[J].电气时代,2002(3):55256.

[4]邱关源.电路(上册)[M].北京:人民教育出版社,1982.

[5]徐永海.电能质量问题剖析[J].电网技术,2001,25(3):66-69.

[6]林海雪.现代电能质量的基本问题[J].电网技术,2001,25(10):5-12.

[7]朱桂萍,王树民.电能质量控制技术综述[J].电力系统自动化,2002,26(19):28-31.

[8]陈志业,尹华丽,李鹏.电能质量及其治理新技术[J].电网技术,2002,26(7):67-70.

[9]胡铭.电能质量及其分析方法综述[J].电网技术,2000,24(2):36-38.

[10]宋文南.电力系统谐波分析[M].中国电力出版社,1988:58-101.

[11]吴竟昌.电力系统谐波[M].水利电力出版社,1988:57-89.

[12]罗安.电网谐波治理和无功补偿技术及装备[M].中国电力出版社,2006:25-58.

[13]张保会,尹项根.电力系统继电保护[M].中国电力出版社,2005:15-46.

[14]杨斌文,刘丽英,王文虎.电力系统中的谐波的危害与产生[J].电气时代,2002p2(2):30-31.

猜你喜欢
有源谐波滤波器
基于无扰滤波器和AED-ADT的无扰切换控制
从滤波器理解卷积
电子制作(2019年11期)2019-07-04 00:34:38
开关电源EMI滤波器的应用方法探讨
电子制作(2018年16期)2018-09-26 03:26:50
基于移相控制的双有源桥变换器回流功率分析
基于有源箝位的开关电源设计
基于TMS320C6678的SAR方位向预滤波器的并行实现
虚拟谐波阻抗的并网逆变器谐波抑制方法
邱有源书法作品欣赏
广西文学(2015年9期)2015-10-24 03:53:14
基于ELM的电力系统谐波阻抗估计
电源技术(2015年11期)2015-08-22 08:50:58
基于ICA和MI的谐波源识别研究
电测与仪表(2015年8期)2015-04-09 11:50:00