154无功补偿与谐波治理无功补偿与谐波治理李电12《绍兴电力局绍兴3拟】,摘,:为改,电压质t、,广泛应用无功补偿成套装t一并联电容器组由于用户大t使用盛魂器变孩润遨装t、电弧炉各种电力电子设备以及电气化铁路无功补偿装t对、,谙波起放大作用关.询:。为治理谐波提高电能质t,,应用纯数字控制的混合型有派旅波餐,可润除大t非线性负艘产生的动态谐波。无功补俄;电能质t;谐彼1,前官近年来,谐波这一存在于电力系统的污染随着国民经济的跨跃式发,,随着各种非线性负载设备应用增多已越来越严重受到各方的关注2,展电力行业也得到快速发展特别是电。网建设。负荷的快速增长对无功的需求,,系统无功补偿方式也大幅上升、无功补偿为改警电压质t。无功补偿领城中现应用最广泛的是起若盆要作用,同时随着粗放型经济向,、,采用并联电容器组的无功补偿装t5%变压器容t的1一。。变高科技高技术转变对电能质t的要求也显若提高配电网中整流器变频调速电所的无功补偿装t(并联电容器)按照以自动就2%配t0地补偿的方式进行无功电压的综合控装t性、、电弧炉各种电力电子设备以及电。、气化铁路的大t应用质t造成严重污染,这些负荷的非线,制。电容器组的投切无法满足负荷的连,,,冲击性和不平衡的用电特性对供电对电力系统的安全,续变化虽然采用电容器分组投切方式但是分组不会很多荷的平滑性变化现无功不足,电容器分组投人造,运行形成了严宜危容其中谐波是目前。成无功功率的阶梯性变化:无法满足负形响电能质t的最主要因素电线路损耗影响继电保护,、这些谐波,电容器投人前系统出,既消耗电力系统中的无功功率增加物电容器投人后出现无功倒自动控制等,送投。这种阶梯性的无功变化导致电容器退过程会给系统造成一定的无功冲经常出现负荷高峰是欠补偿而在负,装里的可靠运行,,、同时也危害着接人电,力系统中的设备增加设备损耗使电能击。,计t及侧t仪表的侧t误差增加电机产生倾外的热损耗用电设备的运行安,荷低谷时过补偿,变压器分接开关频繁,动作将严重缩短设备的使用寿命对系统造成不利影响,全性下降工厂的产品质t下降正常运行,,。谐波产。对于无功变化比较快,生的电磁干扰还严盆影响着通信设备的。的一些负载无法做到快速的动态响应特别严重的是谐波造成系统,使无功补偿的效率变低,。除此之外补偿:,发生某次特征谐波的谐振造成系统过。电容器还有以下的块点¹对谐波起放电压危及系统和设备的安全运行等等大作用容易发生谐振;º电容器所产生2以抖年电力电容器学术论文集,155,的无功功率受电网影响与电压平方成正比;»在电容器附近发生短路时会产生很注意补偿功率因数不是立足于降低系统网的损耗。如果要实现系统有效的降损,,,大的助增电流;¼由于电容器只能提供容性无功当系统的无功过剩时是无法满足要求的并造成电压偏高,,必须通过计算无功湘流确定各点的最优补偿t、补偿方式才能发挥最大的效益。。。这是从电力系统角度考虑问题韵方法:系统无功补偿主要采用以下几种方式(2)谐波问题。(l)同步调相机同步调相机属于早期无功补偿装t的典型代表,电容器具备一定的抗谐波能力但谐,波含t过大时会对电容器的寿命产生影响甚至造成电容器的过早损坏;并且由,它不仅能补偿固定的无功,功率补偿,对变化的无功功率也能进行动态于电容器对谐波有放大作用,因而使系。但是同步调相机体积庞大制造成,统的谐波干扰更严重扰,。在有较大谙波千,本与运行成本较高已被其他的无功补又擂补偿无功的地点应考虑添加涟。偿装t所替代(2),。但是总的来说这种无功。波装t。往往使用6%电抗器来挂除5次、补偿效果比较好并补装!并联电容器具有价格便宜,,,谐波实际上系统的谐波随粉负荷性质系统运行发生改变而变化普通忽视系,运行可,统存在容易对3次及其他谐波3。,使用,6%电抗器靠维护方便功耗小容t组合容易可以分组投切等优点,次谐波起放大作用。致使一些是无功补偿领城中。补偿设备损坏现应用最广泛的无功补偿装t器补偿只能补偿固定的无功,但电容(3)无功倒送向题,尽管采用无功倒送在电力系统是不允许的特别,电容器分组投切相对于固定电容器补偿是在负荷低答时无功侧送造成电压偏离。方式,更能够有效的适应负载无功的动,(4)电压调节方式的补偿设备带来的问题有些无功补偿设备是依据电压来确态变化但是电容器补偿方式仍然属于,一种有级的无功调节平滑无级的调节。不能实现无功的定无功投切t的电能质t,,这有助于保证用户的但对电力系统而言却并不可,(3)并联电抗器并联电抗器特别是空芯电抗器结构,取。。因为虽然线路电压的波动主要由无。功t变化引起简单性能可靠价格相对便宜用电抗器的容t是固定的,,,,目前所但线路的电压水平是由系统情况决定的当线路电压基准偏高或偏低时,。除吸收系统。无功的投切t可能与实际盆,。,容性负荷外用以抑制过电压音控制散热等方面的问题,、、现已有可、求相去甚远出现无功过补或欠补电压和功率因数的要求,调并联电抗器在研制需要解决谐波噪。为更好的实施无功补偿满足系统的应采用先进的以上几种方式在电力系统中已经有无功补偿装t级调节,,实现无功的动态自动无。多年的应用经验并取得了一定效果但是,,同时达到降低系统损耗和提高采用无功功率自,,在实际的无功补偿工作中也存在一,系统供电效率的目的动无级补偿装t,些问肠主要有:。实现了电网无功的自(l)补偿方式问题,动平滑连续控制内部应有滤波回路避免传统SVC装t对系统产生的电气污染保证系统的安全可靠运行结合现有,,,目前很多电力部门对无功补偿的出发点就地补偿不向系统倒送无功即只156无功补偿与谐波治理,的电压无功控制技术的无功电压优化控制,进一步扩展变电,的电压控制的替代品。,是现有传统无功补偿装tC采用电力电子开,,,所的电压无功控制系统。最终实现区城vs关器件代替了传统的机械式开关,能够克服机,3无功补德方式对诊波的影晌械式开关响应时间怪多维护抗冲击性不强等缺点提高系统的性能延长系统:的使用寿命采用SVC的主要优点是¹。众所周知电能质t的指标主要是电压频率波形、、、。电能质t中电压包含电、,压幅值波动和闪变暂时过电压和瞬态过电压。增加了感性补偿容t、;º使无功出力成。颐率与有功是一个平衡点调度:,,部门能控制负荷轻时压电厂负荷重时为平滑调节响应快;»能快速跟踪电网中的无功负荷;¼提高了电网稚定水平拉闸。电压与无功是一个平衡点与系统,但其主要缺点在于谐波严重且投资大:。和负荷相关为达对平衡需要安装大t无次补偿装t由于负载性质变化(如电。谐波的治理主要有两种途径主动型和被动型。主动型是从装t本身出发设。,抗器饱和)出现某次特征电流为达到平衡电压波形出现崎变一谐波,,,,,计不产生谐波的变流器等合于中小功率的装t,这些技术适,。。被动型即外加旗。,并补装t采用并联电容器组具有运行可靠维护方便损耗小容t组合容易可以分组投切等特点而得到广泛应用。,,波器主要有无源滤波器和有源撼波器有投资少效率高及维护方便等优点、、、无源撼波器是传统的谐波治理方法具结构简单运行可靠,但谐波对并联电容器运行有很大影,因此无源旅波器被、啊同时井联电容器对诊波异青放大作用甚至产生谐振川对系统及设备的安,,广泛采用。但是无源健波器的滤波性能受系统和负载参数的影响严重、、存在易、全运行造成危害,。盆要合理配t电容器,使系统发生谐振容易发生过载只能消除特定次的谐波动态性能差等缺点,和申联电抗器避免发生谐振控制其谐。波电流放大的安全运行,保证并补装t和整个电网,随着电力电子技术的不断发展人们。将撼波研究方向逐步转向有源电力旅波器。随若电力电子技术的发展静态无功补偿器以其可连续调节性能好响应快,,与无源撼波器的区别在于它是一种,向系统翰人补偿电流幅值与负荷注人,等特点近年得到了发展新型无功补偿技术开始在配电系统中挂网试运行静态补偿封动态补偿,,,,电网谐波电流的大小相等,相位差18少,,。从抵消负荷所产生的谐波电流,具有高度从有触点补偿到。可控性和快速响应性具体表现为:无触点补偿逐步取得了运行经验制或并补装tStiao,但目(l)不仅能补偿各次谐波还可抑制闪变补偿无功等特点、前的电网中无功补偿包括采用可控硅控;,都存在产生大t谐波或。(2)滤波特性不受系统阻抗的影响可消除与系统阻抗或负载发生串联或并联对谐波的放大作用var静止无功补偿装t(,,r简称oCm琳noyC)于上世s!as纪06年代开始问世至70年代发展为可谐振的危险;;。(3)不会发生过载问题4无功补偿与请波治理控硅控制的静止补偿器新技术,,是无功调节的跟踪补偿电网4)可自动跟踪补偿变化的谐波(它能够提供连续变化的感性无,,功功率或容性无功功率中的无功负荷利用并补装t作为滤波器是目前治理系统谐波的主要方式,在一定范围内实现平稳大部分都是采2(X抖年电力电容器学术论文集157用同一滤波器对于变化不大的负荷用固定的滤波器可消除主要的谐波,,,采当统的改造(2);,。有源部分相当于一个谐波隔离器,,系统负荷有新的谐波源出现时置可能起着放大作用、,滤波装既能阻止负载的谐波电流串人电网又。能防止电网的谐波电压影响负载无源滤波器;电网谐波抑制技术大功率应用和推广是国际上普追关注而未彻底解决的热点技公共连接点上其它负荷的谐波电流流人(3)电压,术之一,是解决日趋恶化的电磁环境提、、、能补偿谐波电流源和谐波电压源,;高系统安全精细用电节省电能的必然趋势和必备技术,(4)逆变器只须承担谐波电流和谐波。有源滤波器在我国已开。从而极大地降低了有源部分的容。始挂网运行但还需解决一些关键问题量非常适合于大功率谐波负载的补偿(l)系统方案的对比及确定优化拓扑(2)(3),;()5,损耗低,由于逆变器只流通谐波电,在大容量应用中有源滤波器逆变;流它只占电网电流中很小的一部分所以逆变器的损耗将极大地降低;器的容量最小化的自适应调节;有源滤波器在负载动态过程条件下(6)电网和负载适应性好在控制方法,,中考虑电网不平衡和负载不平衡对滤波性能的影响并采取有效的控制策略;,(4)严重崎变的不对称电网及负载下的适应性;、、(7)、系统保护容易即使逆变器发生故障,,,(5)负载功率因数无源滤波器容童有藕合变压器等之间约束;、只要断开逆变器无源滤波器仍可为负载提。,源滤波器容量供能量流通的通道负载不会断电(8)、关系及设计原则(6)护。、采用纯数字控制不会有模拟控制,,开启过渡停机及故障状态下的保鉴于目前电力电子器件可控能量水中参数漂移老化带来的一系列问题并且简化了硬件电路可靠性高5。结束语平有限和电力系统要求控制能量巨大之间的矛盾,无功补偿对改善电能质t着重要作用,,,,(电压)起有源电力滤波方案的多样化。但传统的并联电容器补偿。2’和混合型有源滤波器(是现阶段有源滤装置在谐波严重的地方有可能对谐波波器研究和应用的主要特征采取相适应的结构和原理的单项性能。,,前者是针,起放大作用甚至产生谐振综合考虑现,对系统和负载的特点及补偿目标不同代电网和电力电子技术的发展数字控制的混合型有源滤波器量非线性负载产生的动态谐波,,应用纯消除大以追求较好,,后者则是将有源滤波器和,,提高电无源滤波器相结合结合两者的优点共同达到良好的补偿目的同时有效地减,,能质量扩大控制区域范围提高无功补偿设备的应用水平参考文献:,,。小了有源部分的容量、。这是十分重要的,因为随着有源滤波器容量的增加其初【]金百荣李电1,谢锡华绍兴电网谐波,次成本加速上升可靠性加速下降并存在有限的的容量极限。特点与并补装置电抗率选择[J1:力1998年第3期53浙江电:采用优化拓扑方式可以满足以下要求【]陈继承2,,钱照明1Vo,吕征宇大容t并联(l),已经安装的无源滤波器可以继续,混合电力有源滤波器设计【]J,中国电机一使用避免资源的浪费特别适合于旧系工程学报2()XlZI,:增刊252228