电网谐波的抑制与治理

在对电网谐波产生原因进行归纳总结后,对电网谐波抑制及治理措施进行了详细分析研究,最后介绍了SVG动态无功补偿及消谐装置的工作原理和提高电网供电质量水平的功能特性。     

基于LabVIEW的考虑CVT宽频传输特性的谐波分析系统设计

随着电网的发展,直流工程和新能源项目的建设,开关电源、晶闸管器件、风电机组等在电网中越来越多的得到应用。但同时产生的谐波电流还会引起电网中线电流的超载,影响电网对电力的传输能力。因此对系统谐波的监测是电力系统必不可少的测试环节。目前在进行电压谐波测试时采用的方法都是将谐波分析仪直接连接到电容式电压互感器（Capacitor Voltage Transformer,简称CVT）二次侧进行测试,没有考虑电网谐波各频段经过CVT的变比不同导致对反演电网谐波存在一定失真。本文提出了一种基于LabVIEW的考虑CVT宽频传输特性的谐波分析仪,经过仿真测试,能准确的反演真实的电网谐波,具有很好的实用价值。为根据测量分析所得数据进行电网谐波治理提供了更准确的依据,从而更好的提高电网的稳定性。     

胜利油田电网谐波分布规律及抑制对策

为掌握油田电网谐波的状况,进而有针对性地提出油田电网谐波抑制对策,以用户注入谐波量作为依据,将母线作为研究对象,对油田电网不同的用电负荷、不同电网等级的谐波电流和谐波电压进行了检测.结果表明:变频节能装置产生的谐波较电机严重;不同类型电机对电网谐波的影响程度不同,由大到小依次为高效开关磁阻调速电机、永磁同步电机、异步电机、电磁调速电机、高滑差电机和6kV同步电机;油田电网电压谐波畸变率小于国家标准,网供电能合格;6～10kV线路电流谐波严重超标,占总线路数的34.5%;超标谐波主要是5次、7次谐波,其次为3次谐波.电网谐波抑制的重点是抑制6kV供电系统的谐波含量.有源滤波是一种新型谐波补偿装置,可以有效减少流入电网的3次、7次、11次谐波.     

大规模风电并网对电网的影响及解决措施

指出了风资源的不确定性直接影响风电功率的稳定性,分析了传统风电机组通过电力电子装置与电网相连的矛盾,其谐波导致电力系统谐振,波形畸变,增加输电损耗,危及电力系统的稳定运行;同时,传统风电机组系统支持能力有限,配置无功补偿装置,增加了系统成本,参与一次调频还有难度;而且,风电变流器复杂的结构是机组故障率较高的部件,从而降低了风电机组的可靠性.为解决上述问题,提出了以较低成本、高可靠性、较强的电网适应性为目标的各种新型风电机组技术,以满足风电大规模接入电网的友好性.     

发电机自并励静态励磁系统谐波特性分析

发电机自并励静态励磁系统主要是指由发电机机端电压源取得功率,并使用静态可控整流装置的一种励磁系统。自并励静态励磁系统又指电势源静止励磁系统,其在应用于大型发电机机组中时,具有振动幅度小、响应快、轴系短等诸多的优势。但发电机自并励静态励磁系统在实际的应用中存在谐波污染的问题,给发电机机组以及整个电网的正常、稳定运行带来了一定程度的影响。基于以上因素考虑,针对发电机自并励静态励磁系统谐波进行分析,并具体论述谐波的特性以及治理谐波的措施。     

谐波对供电质量的影响及谐波消除技术探讨

本文通过对变频调速装置机理的分析，以及对电网产生的谐波原因分析，通过谐波的测量和计算，进而采用减少谐波的有效技术措施，从而提高了电网的供电质量，为变频调速技术在油田生产实际中的应用，减小谐波对电网的影响提供了技术依据。     

基于感应滤波的高压取电装置谐波抑制方法

为了解决偏远山村、通信基站、郊区工厂等负荷的供电问题,通过特制的大容量电压互感器(PT)可实现从高压铁塔或架空线路直接取电,从而实现灵活取电、就地供电的要求。取电装置的负荷中,含大量非线性负荷,而取电装置直接接入高压输电线路,必然在线路中注入一定的谐波。以110 k V输电线路的单相PT取电装置为对象,考虑接入负荷类型及容量,提出了一种基于感应滤波的高压取电装置谐波抑制方法。首先对110 k V输电线路单相PT取电装置的引下线及塔型布置方案、谐波源负荷情况进行分析,建立相应的仿真模型,得到取电装置注入电网的谐波含量与取电装置容量的关系,进而确定取电装置接入电网的容量限值。分析了基于感应滤波的单相PT取电装置的拓扑及等效电路,并推导了输出电压与输入电压的传递函数,设计了感应滤波绕组和调谐装置的参数。仿真结果表明感应滤波及其调谐装置对不同谐波成分均有良好的衰减效果。可见,利用感应滤波对取电装置进行谐波抑制能减小取电装置接入对电网的影响,具有良好的经济性和技术性。     

110 kV变接入系统高次电流谐波综合方案实例分析

电弧炉应用产生的高次电流谐波严重污染了供电电网，降低电能质量，导致供电变压器严重发热、电容器及电力电缆等设备运行损耗增加等严重影响电网稳定的不利因素。本文结合某集团110kv变接入系统谐波治理方案实例，分析阐述电流谐波给电网带来的危害，以及如何采用滤波电容补偿装置对电网电流谐波实施综合治理，消除谐波对电网的污染，提高功率因数。     

煤矿电网谐波抑制的有效措施

分析在煤矿变电所中谐波及谐波源产生原因及谐波对电气设备及供电网络的危害，提出了抑制谐波的有效措施和谐波补偿滤波装置安装位置的合理确定，基于增加换流装置的相数、改变变压器的联结、装无功补偿器等具体措施，使得原有变电所电网谐波得到抑制，保障了煤矿变电所生产的正常进行。     

浅析电网谐波分层控制及多谐波源的治理

本文阐述了对开平市红花变电站工程实践进行了方法介绍,并在电镀、铸造企业较多的地区也进行了两个试点,均取得类似效果。该方法在电网已全面推广应用取得了较好的电网效益,在很多的地区几个谐波危害严重地区的治理工程完工后,因谐波影响电网安全运行的事件已大大减少。随着电网谐波电压水平的降低,又为单个谐波源用户的分散治理创造了条件,新上谐波用户可以做到配置的滤波装置同步投入运行。     

基于谐波提取技术的风机频率自适应研究

为解决风机受谐波干扰引起电压畸变和频率波动从而影响风机并网稳定运行的问题,提出频率自适应锁相方法,以谐波提取电路为基础,设计具有滤除风机谐波功能的NSOGI (new second-order generalized integrator)锁相环。首先,在谐波提取电路中加入基波谐振电路,验证谐波提取前后锁相环的锁频精度;其次,在传统锁相环基础上加入直流抑制器,对输入信号的频率进行跟踪;最后,进行理论和仿真分析,对比DSOGI-FLL谐波提取前后电路中的频率偏差,验证2种锁相环的锁频精度。结果表明：在谐波提取电路中加入基波谐振电路,减少了谐波对基波源的影响,提升了谐波提取的效果;在抑制风机电压畸变和直流谐波方面,NSOGI 锁相环效果较好,锁频精度较高,验证了方法的可行性和正确性。采用NSOGI对电压和频率进行控制,能够提升供电可靠性,改善并网电能质量,为风机并网稳定运行提供了理论参考。     

多普勒雷达VAD技术扩展的误差分析

从理论上给出了扩展VAD相对于VAD的误差解析表达式,证明谐波分析方法可从半圆资料中精确地求出一阶富氏系数,因此半圆VAD方法计算出的大尺度风向风速和VAD方法有相同的精度。用1/3圆资料拟合简谐曲线所计算出的风向风速相对于VAD方法存在误差,其大小和简谐曲线的初位相有关,风向误差为0～27°、风速相对误差为0～0.4。理想简谐分布离散数据的模拟实验表明,TVAD的风向平均误差为16°、风速为0.27,与常规测风的误差相近。实际多普勒速度廓线的拟合实验说明半圆VAD技术和TVAD技术所拟合出的简谐曲线可以反映其所代表区域的风场大尺度特征。     

基于改进小波变换法的风电场谐波检测

为了提高风电并网电力系统谐波检测的快速性与准确性,提出一种改进小波变换的谐波检测方法。首先,把风电并网系统电压信号的频域空间分割成低频区段与高频区段,针对低频区段信号采用小波多尺度算法分解,针对高频区段信号采用小波包进行分解,得到信号中的基波和各次谐波分量;然后,通过有效地提取出特定频率段的谐波分量进行重构来检测风电并网电力系统谐波;最后,利用MATLAB进行了仿真实验。实验结果表明:该方法能快速有效检测出谐波分量,提高了谐波检测准确度和快速性。     

变速恒频风力发电系统谐波研究及抑制策略

由于风力发电系统双馈发电机大都采用交-交变频器励磁,因此转子电压中不但含有转差频率的基波电压,同时还含有大量的零序、正序和负序谐波分量。通过对采用交-交变频器励磁的风力发电系统所产生的电力谐波进行研究,计算出基波电压分量和各次正、负序谐波电压分量所引起的基波、谐波电流、转矩、功率和损耗等。并进一步给出了适用于该励磁系统电力谐波的3种可行抑制策略。经分析,其中适用于变频恒速发电系统的最合理谐波抑制策略应该选择在转子侧进行,并合理运用有源和无源滤波器。     

风荷载下输电塔绝缘子断裂对塔体性能的影响

选用Davenport风速谱,利用谐波叠加法,模拟动风荷载.以常见500kV酒杯型直线塔为分析对象,应用有限元软件Ansys,建立3塔4跨模型.考虑几何非线性,分析10级风下悬垂型绝缘子断裂后对塔体结构性能产生的影响.分析表明,绝缘子断裂使断后仍与导线相连的塔体的塔柱等主要受力构件应力增大10%～32%,支座反力增大6%～21%.因此,风荷载与绝缘子断裂的组合作用在输电塔的设计中不容忽视.     

大跨度张弦桁架雨棚结构等效静风荷载数值模拟

基于谐波叠加法模拟生成风速时程并转化为风压时程;采用ANSYS建立结构有限元模型,施加模拟所得的风压时程,计算分析结构风致动力效应;给出风振动力放大因子定义,将其与基于特定时刻的结构瞬时风压分布相结合,进而提出等效静风荷载新内涵.运用数值模拟分析,给出了基于结构立柱基底竖向反力和桁架跨间位移的等效静风荷载.     

风力发电结构在风沙荷载激励下的动力响应分析

为研究风沙荷载对风力发电结构的危害,对风力发电结构进行风沙荷载作用下的动力响应分析.基于某2 MW风力发电机,建立不考虑风机叶片、考虑叶片旋转以及考虑土-结构相互作用的三种有限元模型.采用Dav-enport风速谱和谐波叠加法模拟脉动风速时程,利用动量守恒定律和风沙流密度建立风沙荷载力学计算模型.通过ANSYS分别模拟...     

并网风电转换系统中特定消谐PWM技术和控制方法

研究和设计出一种风电转换系统接口装置新的控制方法,它大大提高了对电网的供电质量,可以主动消除谐波,改善功率因数,省去滤波设备;进一步阐述了该装置采用特定消谐PWM技术的原理,探讨了新颖的控制方式;最后,给出了计算机实现的状态计数法。     

兆瓦级风力机齿轮传动系统动力学分析与优化

对1.5 MW风力发电机齿轮箱传动系统进行耦合振动分析,建立了风力机增速箱齿轮传动系统的扭转振动模型.利用4阶Runge-Kutta法计算了系统在风载、轮齿时变啮合刚度和系统阻尼共同作用下的动态响应,并利用谐波平衡法求出了系统的解析解,从而得到了优化设计目标函数的解析表达式.在此基础上,建立了以行星轮扭转振动加速度幅值最小和传动系统总质量最轻为目标的优化设计数学模型,利用MATLAB优化工具箱进行优化求解.实例计算表明,优化设计后传动系统的低阶固有频率明显提高,动态性能明显改善,重量减轻.     

实现无功补偿和谐波抑制的风力发电并网逆变器研究

本文提出了一种应用于分布式发电和微电网的新型风力发电并网逆变器,不仅可以作为功率接口向电网系统传送有功功率,还可同时对电网负载产生的谐波电流和无功功率进行实时动态补偿,从而有效改善电能质量。在分析风力发电并网系统工作原理的基础上,重点介绍了瞬时无功电流和谐波电流的检测方法,并基于MATLAB/SIMULINK建立了系统仿真模型,仿真结果证明了该设计可有效实现无功补偿和谐波抑制,增强电网稳定性。