05、有源电力滤波器与静止无功发生器
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ASVG是目前最为先进的无功补偿技术,基于电压源型变流器的补偿装置实现了无功补偿方式的飞跃,它不再采用大量的电容、电感器件,而是通过大功率电力电子器件的高频开关实现无功能量的变换功能特点提高线路输电稳定性在长距离输电线路上安装SVG装置,不但可以在正常运行状态下补偿线路的无功损耗,抬高线路电压,提高有效输电容量,而且可以在系统故障情况下提供及时的无功调节,阻尼系统振荡,提高输电系统的稳定性。
维持受电端电压,加强系统电压稳定性对于负荷中心而言,由于负载容量大,又没有大型的无功电源支撑,因此容易造成电网电压偏低甚至发生电压崩溃的稳定事故。
而SVG具有快速的无功功率调节能力,可以维持负荷侧电压,提高负荷侧供电系统的电压稳定性。
补偿系统无功功率,提高功率因数,降低线损,节能降耗电力系统中的大量负荷,如异步电动机、电弧炉、轧机以及大容量的整流设备等,在运行中需要大量的无功,同时,输配电网络中的变压器、线路阻抗等也会产生一定的无功,导致系统功率因数低。
对电力系统而言,负荷的低功率因数会增加供电线路的能量损耗和电压降落,降低了电压质量,同时,无功也会导致发电、输电、供电设备的利用率低;对于电力用户而言,低功率因数会增加电费支出,加大生产成本。
抑制电压波动和闪变电压波动和闪变主要是负荷的急剧变化引起的。
负荷的急剧变化导致负荷电流产生对应的剧烈波动,剧烈波动的电流使系统电压损耗快速变化,从而引起受电端电网电压闪变。
引起电压闪变的典型负荷有电弧炉、轧钢机、电力机车等。
SVG能够快速地提供变化的无功电流,以补偿负荷变化引起的电压波动和闪变现象。
目前,抑制电压波动和闪变的最佳方案是采用SVG。
抑制三相不平衡配电网中存在着大量的三相不平衡负载,典型的如电力机车牵引负荷和交流电弧炉等,同时,线路、变压器等输配电设备三相阻抗的不平衡也会导致电压不平衡问题的产生。
SVG能够快速地补偿由于负载不平衡所产生的负序电流,始终保证流入电网的三相电流平衡,大大提高供用电的电能质量。
有源滤波器和静止型无功补偿器在电力系统中的应用【摘要】电力系统中的谐波源危及电网的正常运行。
从谐波源及谐波补偿方法的分析出发,着重介绍了一种目前新兴的滤波措施—电力有源滤波器的工作原理和内部结构。
有源滤波器滤波性能卓越,能起到减少电网谐波污染,提高电能质量的作用。
同时介绍了静止无功补偿装置(SVC)在电力系统中的应用。
实际运行结果表明,SVC抗强电磁干扰能力强,响应快,可靠性高,故障率低,达到了满意的效果,提高电力系统的自动化水平。
【关键词】电力系统;谐波治理;无功补偿;SVC1 谐波的危害谐波污染对电力系统的危害是严重的,主要表现在:(1)谐波影响各种电气设备的正常工作。
如造成发电机的旋转电机产生附加功率损耗、发热。
(2)谐波对供电线路产生了附加损耗。
由于中性线正常时流过电流很小,故其导线较细,当大量的三次谐波流过中性线时,会使导线过热,损害绝缘,引起短路甚至火灾。
(3)使电网中的电容器产生谐振。
工频下,系统装设的各种用途的电容器比系统中的感抗要大得多,不会产生谐振,但对于谐波,由于频率倍增,感抗值成倍增加而容抗值成倍减少,这就有可能出现谐振,导致电容器等设备被烧毁。
(4)谐波将使继电保护和自动装置出现误动作,并使仪表和电能计量出现较大误差。
2 谐波抑制方法抑制谐波电流主要有两方面的措施:2.1 降低谐波源的谐波含量在谐波源上采取措施,最大限度地避免谐波的产生。
这种方法比较积极,能够提高电网质量,可大大节省因消除谐波影响而支出的费用。
具体方法有:a.增加整流器的脉动数;b.脉宽调制法。
但电力电子装置的应用不可避免产生谐波源。
2.2 在谐波源处吸收谐波电流2.2.1 无源滤波器无源滤波器安装在电力电子设备的交流侧,由L、C、R元件构成谐振回路,当LC回路的谐振频率和某一高次谐波电流频率相同时,即可阻止该次谐波流入电网。
由于具有投资少、效率高、结构简单、运行可靠及维护方便等优点,无源滤波是目前采用的抑制谐波及无功补偿的主要手段。
静止无功补偿发生器静止无功发生器,英文描述为:Static V ar Generator,简称为SVG。
又称高压动态无功补偿发生装置,或静止同步补偿器。
是指由自换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。
SVG是目前无功功率控制领域内的最佳方案。
相对于传统的调相机、电容器电抗器、以晶闸管控制电抗器TCR为主要代表的传统SVC等方式,SVG有着无可比拟的优势。
一、SVG无功补偿装置的应用场合凡是安装有低压变压器地方及大型用电设备旁边都应该配备无功补偿装置(这是国家电力部门的规定),特别是那些功率因数较低的工矿、企业、居民区必须安装。
大型异步电机、变压器、电焊机、冲床、车床群、空压机、压力机、吊车、冶炼、轧钢、轧铝、大型交换机、电灌设备、电气机车等尤其需要。
居民区除白炽灯照明外,空调、冷冻机等也都是无功功率不可忽视的耗用对象。
农村用电状况比较恶劣,多数地区供电不足,电压波动很大,功率因数尤其低,加装补偿设备是改善供电状况、提高电能利用率的有效措施。
二、SVG无功补偿装置与目前国内其他产品相比的优势1、补偿方式:国内的无功补偿装置基本上是采用电容器进行无功补偿,补偿后的功率因素一般在0.8-0.9左右。
SVG采用的是电源模块进行无功补偿,补偿后的功率因素一般在0.98以上,这是目前国际上最先进的电力技术,国内掌握这项技术的目前就我们一家;2、补偿时间:国内的无功补偿装置完成一次补偿最快也要200毫秒的时间,SVG在5-20毫秒的时间就可以完成一次补偿。
无功补偿需要在瞬时完成,如果补偿的时间过长会造成该要无功的时候没有,不该要无功的时候反而来了的不良状况;3、有级无极:国内的无功补偿装置基本上采用的是3—10级的有级补偿,每增减一级就是几十千法,不能实现精确的补偿。
SVG可以从0.1千法开始进行无极补偿,完全实现了精确补偿;4、谐波滤除:国内的无功补偿装置因为采用的是电容式,电容本身会放大谐波,所以根本不能滤除谐波,SVG不产生谐波更不会放大谐波,并且可以滤除50%以上的谐波;5、使用寿命:国内的无功补偿装置一般采用接触器或可控硅控制,造成使用寿命较短,一般在三年左右,自身损耗大而且要经常进行维护。
有源电力滤波器无功补偿无源电力滤波器北京华腾开元电气有限公司属于北京市高新技术企业,坐落于清华科技园区。
公司以清华大学电力系统国家重点实验室为技术依托单位,专业从事电力系统及其自动化领域理论研究、新技术转化、新产品开发及推广。
公司现有员工100余人,其中技术人员60余人,拥有博士、硕士40余名,85%来自清华大学。
公司注重知识创新,目前拥有9项产品专利,3项软件著作权,其中多项产品分别荣获省部级科学进步一等奖一项、二等奖三项、三等奖三项。
公司主要产品:HTAPF-I型有源电力滤波器有源电力滤波器产品概述随着电力电子技术的发展,各种整流器等电力电子装置在工业、交通运输和家用电器中的应用日益广泛,这些非线性负荷带来的谐波问题也日益严重。
谐波使电网损耗增加,占用系统容量,降低电网效率,导致继电保护设备拒动或者误动,干扰工业生产设备的正常运行,严重时导致大面积停电。
谐波电流在有无功补偿电容器等容性设备的电网中流动时,可能由于系统谐振而放大数十倍或者更多,导致电网设备过电压损坏等严重问题。
有源电力滤波器是解决电力系统谐波问题的新型方案,是谐波治理领域的最新成果。
北京华腾开元电气有限公司自成立以来一直跟踪技术前沿,致力于电能质量治理和电力节能设备的研制,开发出CleanPowerTM系列电能质量治理产品,其中HTAPF-I型有源电力滤波器响应速度快,具备连续补偿和动态跟踪补偿能力,谐波滤除率高,与无源滤波器相比不会与电网发生谐振而且还能有效抑制电网本身的谐振,同时根据设定可兼顾无功补偿和三相平衡,是国内有源滤波领域最先进的产品之一。
HTAPF-I型有源电力滤波器可广泛应用于工业、商业和机关团体的配电网中,如:电力系统、电解电镀企业、水处理设备、石化企业、大型商场及办公大楼、精密电子企业、机场/港口的供电系统、医疗机构等。
根据应用对象不同,HTAPF-I型有源电力滤波器的应用将起到保障供电可靠性、降低干扰、提高产品质量、增长设备寿命减少设备损坏等作用。
配电网等值阻抗对静止无功发生器LCL滤波性能影响孟杰王永新华瑾王婷婷同向前西安理工大学自动化系,西安710048Email:*****************摘要采用LCL滤波器的静止无功发生器具有良好的谐波抑制特性,但LCL滤波器特有的谐振峰现象影响了静止无功发生器的鲁棒性,尤其在接入存在感性阻抗的弱电网时,谐振影响尤为明显。
传统的LCL滤波器设计并没有考虑电网等值阻抗的影响,滤波器固有特性与系统阻抗不匹配容易导致入网电流畸变,影响用电负荷。
本文从阻抗的角度入手,分析LCL 滤波器的设计在感性电网阻抗下的适应条件,并对换流器输出阻抗模型展开讨论,通过对模型的研究得出LCL滤波器的SVG 系统并网条件。
通过仿真验证了理论分析的正确性。
关键词无功补偿器,LCL滤波器,谐振频率,短路比,输出阻抗1.引言静止无功发生器(Static Var Generator,SVG)是一种基于电压源换流器技术、可动态连续调节、可感性容性双向补偿的新型无功补偿装置,通常由电压源换流器、输出滤波器和控制单元组成。
典型的输出滤波器有单一电抗器的L滤波器和电抗器与电容器组合的LCL滤波器。
L滤波器接线简单、系统稳定性好,但是滤波性能稍差,SVG的并网电流中谐波含量较大,要取得良好的谐波特性需要较大电感值的电抗器;LCL滤波器高次谐波滤波性能好,电抗器的电感量较小,但是LC取值不当会引起系统振荡,恶化SVG的性能,影响SVG的稳定运行。
特别是近年来,随着大功率非线性负荷的不断增加,在用户供电系统中,广泛使用着电力变压器、交流电动机及交流电抗器等感性设备,使得电网公共耦合点处阻抗较大,且呈感性,其对LCL滤波器的参数设计影响不可忽略[1]。
LCL滤波器的鲜明特点受到广泛关注,针对LCL 参数选择及其特性分析,国内外近年来开展了较为深入的研究。
文献[2]对LCL滤波参数的约束条件和设计步骤做了说明介绍,但是这个方法设计过程比较繁琐,需要多次尝试才能找到合适的参数,实际应用很不方便,同时在LCL参数的选择方法上既没有考虑SVG 接入配电系统的等值阻抗,也没有考虑SVG接入对母线电压谐波的影响,存在选择依据不足等缺点。
PHIMIKAPHIMIKA静止无功发生器——(SVG)原理简介深圳市兆晟科技有限公司飞明佳电气科技PHIMIKAPHIMIKA静止无功发生器——(SVG)原理简介静止无功发生器 (SVG) 是指采用全控型电力电子器件组成的桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。
SVG 的思想早在 20 世纪 70 年代就有人提出 ,1980 年日本研制出了 20MVA 的采用强迫换相晶闸管桥式电路的SVG,1991 年和 1994 年日本和美国分别研制成功了80MVA 和 10OMVA 的采用 GTO 晶闸管的SVG 。
目前国际上有关 SVG 的研究和将其应用于电网或工业实际的兴趣正是方兴未艾 , 国内有关的研究也已见诸报道。
与传统的以 TCR 为代表的 SVC 相比 ,SVG 的调节速度更快 , 运行范围宽 , 而且在采取多重化或PWM 技术等措施后可大大减少补偿电流中谐波的含量。
更重要的是 ,SVG 使用的电抗器和电容元件远比SVC 中使用的电抗器和电容要小 , 这将大大缩小装置的体积和成本。
由于 SVG 具有如此优越的性能 , 是今后动态无功补偿装置的重要发展方向。
一、SVG 的基本原理及特点SVG 的基本原理是将桥式变流电路通过电抗器并联 ( 或直接并联 ) 在电网上 , 适当调节桥式变流电路交流侧输出电压的相位和幅值或者直接控制其交流侧电流 , 使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流 , 从而实现动态无功补偿的目的。
在单相电路中 , 与基波无功功率有关的能量是在电源和负载之间来回往返的。
但是在平衡的三相电路中 , 不论负载的功率因数如何 , 三相瞬时功率之和是一定的 , 在任何时刻都等于三相总的有功功率。
因此总体上看,在三相电路的电源和负载之间没有无功能量的来回往返 ,无功能量是在三相之间来回往返的。
所以 , 如果能用某种方法将三相各部分总体上统一起来处理 , 则因为总体来看三相电路电源和负载间没有无功能量的传递 , 在总的负载侧就无需设置无功储能元件。
静止无功发生器(SVG)无功补偿专业知识:静止无功发生器(SVG)是指采用全控型电力电子器件组成的桥式变流器来进态无功补偿的装置。
SVG的思想早在20世纪70年代就有人提出,1980 年日本研制出了20MVA 的采用强迫换相晶闸管桥式电路的SVG,1991年和1994年日本和美国分别研制成功了80MVA和10OMVA的采用GTO晶闸管的SVG。
目前国际上有关SVG的研究和将其应用于电网或工业实际的兴趣正是方兴未艾,国内有关的研究也已见诸报道。
与传统的以TCR为代表的SVC相比,SVG的调节速度更快,运行范围宽,而且在采取多重化或PWM技术等措施后可大大减少补偿电流中谐波的含量。
更重要的是,SVG使用的电抗器和电容元件远比SVC中使用的电抗器和电容要小,这将大大缩小装置的体积和成本。
由于SVG具有如此优越的性能,是今后动态无功补偿装置的重要发展方向。
无功补偿的专业知识:与电网中的有功损耗相比,无功损耗要大的多,这是因为高压线路、变压器的等值电抗要比电阻大得多,并且变压器的励磁无功损耗也要比励磁有功损耗更大,事实证明电网最基本的无功电源——发电机所发出的无功功率远远满足不了电网对无功的需求,因此对电网进行无功补偿显得尤为必要。
另外,对电网采取适当的无功补偿可以稳定受端及电网的电压,在长距离输电线路中选择合适的地点设置无功补偿装置,还可以改善电网性能,提高输电能力,在负荷侧合理配置无功,可以提高供用电系统的功率因数,减少功率损耗,因此,电网中无功补偿的作用已得到普遍重视。
1.电网无功补偿的方法电网无功补偿方法有很多种,从传统的带旋转机械的方式到现代的电力电子元件的应用经历了近一个世纪的发展历程,下面将按无功补偿方式的发展顺序逐一论述电网的无功补偿方法。
1.1同步调相机同步调相机是一种专门设计的无功功率电源,相当于空载运行的同步电动机。
调节其励磁电流可以发出或吸收无功功率,在其过励磁运行时,向系统供给感性无功功率而起无功电源的作用,可提高系统电压;在欠励磁运行时,它会从系统吸取感性无功功率而起无功负荷的作用,可降低系统电压,同步调相机欠励磁运行吸收无功功率的能力,约为其过励磁运行发出无功功率容量的50%~65%。
静止无功发生器开题报告引言静止无功发生器是电力系统中常用的装置之一,在调节电力网络中无功功率的过程中起到了重要的作用。
本文旨在对静止无功发生器进行研究,分析其工作原理和应用领域,并提出一种改进方案。
背景静止无功发生器又称为静补偿装置,是通过控制和调节电力系统中的无功功率来维持系统电压稳定的装置。
传统的电力系统中,无功功率的调节依赖于并联的电容器,但是这种方式不灵活且容易导致电压波动。
而静止无功发生器通过控制功率因数来调节电压,可以更加精确地控制无功功率。
目标与意义本研究的目标是通过对静止无功发生器的研究和改进,提出一种更加有效和可靠的技术方案。
通过改进静止无功发生器的控制方法和控制算法,可以提高电力系统的稳定性,并减少无功功率的浪费。
这对于电力系统的可靠性和供电质量有着重要的意义。
研究内容1.静止无功发生器的工作原理和基本结构;2.静止无功发生器的控制方法和算法;3.静止无功发生器的应用场景和效果评估;4.静止无功发生器的改进方案。
方法与步骤本研究将采取以下方法和步骤进行: 1. 收集和研究现有的关于静止无功发生器的文献和资料,了解其工作原理和控制方法; 2. 设计和搭建一套实验平台,用于验证和评估不同控制算法的性能; 3. 分析实验数据,比较不同算法的优劣,并提出改进方案; 4. 根据实验结果和理论分析,编写并调整静止无功发生器的控制算法; 5. 在实际电力系统中进行测试和应用,评估改进方案的效果。
预期结果通过本研究,预期可以得到以下结果: 1. 对静止无功发生器的工作原理有更深入的理解; 2. 确定一种较优的控制算法,提高电力系统的稳定性; 3. 评估改进方案在实际应用中的效果; 4. 提供一种可靠和高效的静止无功发生器控制方案。
计划安排本研究计划按照以下安排进行: 1. 学习和研究静止无功发生器的基本原理和控制方法(1个月); 2. 设计和搭建实验平台,进行基础实验(2个月); 3. 分析实验数据,比较不同算法的性能(1个月); 4. 提出改进方案,并编写控制算法(2个月); 5. 在实际电力系统中进行测试和应用,评估改进方案的效果(3个月); 6. 总结研究结果,撰写科技论文(2个月)。