电能质量控制综合试验设计
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电能质量技术监督实施细则目次1 范围 (3)2 规范性引用文件 (3)3 定义与术语 (3)4 符号、代号和缩略语 (4)5 总则 (4)6 监督范围及主要指标 (4)6.1监督范围 (4)6.2主要指标 (5)7 主要内容 (5)7.1电能质量监测的分类 (5)7.2频率质量监督 (5)7.3电压质量监督 (6)7.4电压波动和闪变、三相电压不平衡监督 (6)7.5电压暂降与短时中断监督 (7)7.6谐波和间谐波监督 (7)7.7电能质量监测仪器 (8)8 技术监督管理 (8)附录A (9)附录B (10)电能质量技术监督实施文件1 范围2.1 本标准规定了(以下简称)电能质量技术监督的监督范围、监督内容和相关的技术管理要求。
2.2本标准适用于所属境内水电企业以电能质量技术监督服务职责的相关部门。
2.3 监督范围主要包括频率偏差、电压偏差、波动、闪变、谐波、三相电压不平衡等内容。
应对发电机的无功出力、调压功能、进相运行及电压质量进行管理与监督,应加强有功功率和无功功率的调整、控制及改进,使电压和频率等指标满足标准要求。
2 规范性引用文件下列所列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本标准必不可少的条款。
其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本标准;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本标准。
GB/T 12325电能质量供电电压偏差GB/T 12326电能质量电压波动和闪变GB/T 14549电能质量公用电网谐波GB/T 15543电能质量三相电压不平衡GB/T 15945电能质量电力系统频率偏差GB/T 17626.30电磁兼容试验和测量技术电能质量测量方法GB/T 18481电能质量暂时过电压和瞬态过电压GB/T19862电能质量监测设备通用要求GB/T 24337电能质量公用电网间谐波DL/T 1053 电能质量技术监督规程DL/T 1194 电能质量术语DL/T 1198 电力系统电能质量技术管理规定3 定义与术语下列术语和定义适用于本标准。
电能质量(无功)技术监督实施细则1 全体的1.1 技术监督是保证电网和电力设备长期稳定运行,提高设备健康水平的重要环节,必须依靠规程标准,利用先进的测试与管理手段,对保证设备健康水平与安全、经济、稳定运行有重要作用的参数与指标进行监督、检查、调整,以确保发供电设备在良好状态或允许范围内运行。
为贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针,适应电网的发展,进一步加强技术监督工作,依据《西北电网有限公司技术监督条例》结合新疆实际制定本细则。
1.2 技术监督按照依法监督、分级管理、行业归口的原则,从设计审查、设备选型、设备监造、安装、调试、运行、检修、停输技改后发电、建设全过程进行技术监督,及时发现和消除各种隐患,防止事故的发生。
1.3 技术监督以质量为中心,以标准为依据,以计量为手段建立质量、标准、计量三位一体技术监督体系。
1.4 这些规则适用于连接到电网的发电、电网企业、重要电力用户及电力设计单位。
2 监督范围规划其管辖电网中影响电能质量水平的设备、设计、运行、检测。
3 监督内容3.1 电能质量指数检测电能质量是指公共电网向用户接收端提供的交流电能质量,其质量指标为:供电频率允许偏差,供电电压允许偏差,供电电压允许波动和闪变,供电三相电压允许不平衡度,电网谐波允许指标。
3.1.1 电能质量指数检测有连续检测、不定期检查和专项检查:3.1.1.1 连续检测主要适用于电源电压偏差和频率偏差指示器的运行检测;3.1.1.2 定时检测主要适用于需要掌握电源电能质量且不具备连续检测条件的检测方法;3.1.1.3 专项检测主要适用于干扰源设备接入电网(或容量变化)前后的检测方式,它用于确定电网电能质量指标的背景条件和实际干扰量,或验证技术措施效果。
3.1.2 电能质量指数检测点的设置,应综合考虑下列因素:3.1.2.1 覆盖主网和所有电源电压等级,并在电网内(地域和线路首末)呈均匀分布;3.1.2.2 满足电能质量指标调控要求;3.1.2.3 满足特殊用户和订有电能质量指标条款合同用户的要求,根据电能指标的特点和电网的实际运行情况,确定各种检测方法和检测点的设置。
电能质量指标标准1.电能质量指标定义电能质量包括四个方面的相关术语和概念:电压质量(VOLTAGEQUALITY)即用实际电压与额定电压间的偏差(偏差含电压幅值,波形和相位的偏差),反映供电企业向用户供给的电力是否合格;电流质量(CURRENTQUALITY)即对用户取用电流提出恒定频率、正弦波形要求,并使电流波形与供电电压同相位,以保证系统以高功率因数运行,这个定义有助于电网电能质量的改善,并降低网损;供电质量(QUALITYOFSUPPL Y)包含技术含义和非技术含义两个方面:技术含义有电压质量和供电可靠性;非技术含义是指服务质量(QUALITYOFSERVICE)包括供电企业对用户投诉的反应速度和电力价格等;用电质量(QUALITYOFCONSUMPTION)包括电流质量和非技术含义,如用户是否按时、如数缴纳电费等,它反映供用双方相互作用与影响用电方的责任和义务。
一般地,电能质量的定义:导致用户设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差。
这个定义简单明晰,概括了电能质量问题的成因和后果。
随着基于计算机系统的控制设备与电子装置的广泛应用,电力系统中用电负荷结构发生改变,即变频装置、电弧炉炼钢、电气化铁道等非线性、冲击性负荷造成对电能质量的污染与破坏,而电能作为商品,人们会对电能质量提出更高的要求,电能质量已逐渐成为全社会共同关注的问题,有关电能质量的问题已经成为电工领域的前沿性课题,有必要对其相关指标与改善措施作讨论和分析。
2.电能质量指标电能质量指标是电能质量各个方面的具体描述,不同的指标有不同的定义,参考IEC标准、从电磁现象及相互作用和影响角度考虑给出的引起干扰的基本现象分类如下:(1)低频传导现象:谐波、间谐波、电压波动、电压与电流不平衡,电压暂降与短时断电,电网频率变化,低频感应电压,交流网络中的直流;(2)低频辐射现象:磁场、电场;(3)高频传导现象:感应连续波电压与电流,单向瞬态、振荡瞬态;(4)高频辐射现象:磁场、电场、电磁场(连续波、瞬态);(5)静电放电现象。
电能质量标准电能质量即电力系统中电能的质量。
理想的电能应该是完美对称的正弦波。
一些因素会使波形偏离对称正弦,由此便产生了电能质量问题。
一方面我们研究存在哪些影响因素会导致电能质量问题,一方面我们研究这些因素会导致哪些方面的问题,最后,我们要研究如何消除这些因素,从而最大程度上使电能接近正弦波。
一、电能的质量指标频率:额定频率:50Hz;频率偏差:±0.2Hz(≥3000MW系统)±0.5Hz(<3000MW系统)质量标准:正弦波电压和电流见下表。
谐波的危害与抑制:对于电网、电力设备、通讯都会产生负面影响;二、电压允许偏差用电设备的运行指标和额定寿命是对其额定电压而言的。
当其端子上出现电压偏差时,其运行参数和寿命将受到影响,影响程度视偏差的大小、持续的时间和设备状况而异,电压偏差计算式如下:电压偏差(%)=(实际电压-额定电压)/额定电压×100%《电能质量供电电压允许偏差》(GB12325-90)规定电力系统在正常运行条件下,用户受电端供电电压的允许偏差为:(1)35kV及以上供电以上正、负偏差的绝对值之和小于10%,对电压质量有特殊要求的用户为额定电压的+5%~-5%;(2)10kV及以下高压供电和低压电力用户为额定电压的+7%~-7%;(3)低压照明用户为额定电压的+5%~-10%。
为了保证用电设备的正常运行,在综合考虑了设备制造和电网建设的经济合理性后,对各类用户设备规定了如上的允许偏差值,此值为工业企业供配电系统设计提供了依据。
三、改善电压偏差的主要措施1、就地进行无功功率补偿,及时调整无功功率补偿量,无功负荷的变化在电网各级系统中均产生电压偏差,它是产生电压偏差的源,因此,就地进行无功功率补偿,及时调整无功功率补偿量,从源上解决问题,是最有效的措施。
2、调整同步电动机的励磁电流,在铭牌规定植的范围内适当调整同步电动机的励磁电流,使其超前或滞后运行,就能产生超前或滞后的无功功率,从而达到改善网络负荷的功率因数和调整电压偏差的目的。
Q/CSG 中国南方电网有限责任公司企业管理制度中国南方电网有限责任公司电能质量与无功电压管理规定中国南方电网有限责任公司目录1总则 (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (2)4职责 (2)5管理内容与方法 (3)6附则 (8)中国南方电网有限责任公司电能质量与无功电压管理规定1总则1.1为规范中国南方电网有限责任公司电能质量和无功电压管理工作,提高电网和用户电能质量水平,确保电网运行的安全性和稳定性,特制定本规定。
1.2本制度规定了电能质量和无功电压管理的职责分工、管理内容和控制目标。
1.3本规定适用于公司系统所属各单位。
2规范性引用文件下列文件对于本规定的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规定。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规定。
主席令〔第60号〕中华人民共和国电力法电力工业部第8号令供电营业规则国家电监会第27号令供电监管办法GB 156 标准电压GB/T 12325 电能质量供电电压偏差GB/T 12326 电能质量电压波动和闪变GB/T 14549 电能质量公用电网谐波GB/T 15543 电能质量三相电压不平衡GB/T 15945 电能质量电力系统频率偏差GB/T 24337 电能质量公用电网间谐波GB/T 18481 电能质量暂时过电压和瞬态过电压GB/T 19862 电能质量监测设备通用要求DL/T 1198 电力系统电能质量技术管理规定DL/T 1194 电能质量术语DL/T 1028 电能质量测试分析仪检定规程DL/T 1053 电能质量技术监督规程DL/T 500 电压监测仪使用技术条件DL 755 电力系统安全稳定导则SD 325 电力系统电压和无功电力技术导则(试行)能源电[1993]218号电力系统电压质量和无功电力管理规定(试行)3术语和定义3.1本规定所涉及的专业术语和定义与《电能质量术语》(DL/T 1194-2012)、《电力系统电能质量技术管理规定》(DL/T 1198-2013)的规定一致。
课题名称:电能质量检测班级:1020331学号:102033123姓名:曹瑜一、课题研究意义现代社会中, 电能是一种最为广泛使用的能源,其应用程度成为一个国家发展水平的主要标志之一。
随着科学技术和国民经济的发展, 对电能的需求量日益增加, 同时对电能质量的要求也越来越高。
改善电能质量对于电网和电气设备的安全、经济运行, 保障产品质量和科学实验以及人民生活和生产的正常等均有重要意义。
电能质量直接关系到国民经济的总体效益。
而电能质量监测其中很重要的一环,需要着重去重视与发展。
电能质量的分析和监测是一个复杂的系统工程。
它涉及到电力系统、自动控制、现代通信等多个方面。
现代电网规模越来越大,监测点越来越多,未来电能质量的监测不仅局限于某一点,而是要实现同一供电系统、不同地点的电能质量监测,甚至实现多个不同供电系统的集中监测。
在功能上,更强调智能化,除具有计算、显示等功能外,还要有一定的判断、分析、决策等功能,如能进行事件预测、故障辨识、干扰源识别和实时控制,初步具有自动的实用先进的计算智能评估功能。
电能质量分析及及其监测是一个较复杂的问题,如何合理、全面地分析处理各种干扰源,充分将计算机技术和网络技术为电能质量分析与监测所用,都是应注意的问题。
所以进行电能质检测是需要我们去深入研究,是很有实际意义的。
二、检索过程●检索工具:太原工业学院图书馆图书检索系统。
●检索关键词:电能质量检测、power quality detection。
三、检索结果图书类检索结果:1、《现代电能质量检测技术》【作者】粟时平,刘桂英编著【出版项】北京市:中国电力出版社 , 2008.03【ISBN号】7-5083-6489-9【中图法分类号】TM60【参考文献格式】粟时平,刘桂英编著. 现代电能质量检测技术. 北京市:中国电力出版社, 2008.03.2、《电能质量技术问答》【作者】董其国编写【出版项】北京市:中国电力出版社 , 2003【ISBN号】7-5083-1654-1【中图法分类号】TM60-44【参考文献格式】董其国编写. 电能质量技术问答. 北京市:中国电力出版社, 2003.3、《第三届电能质量国际研讨会论文集三亚·2006》【作者】全国电压电流等级和频率标准化技术委员会编【出版项】北京市:中国标准出版社 , 2006【ISBN号】7-5066-4025-2【中图法分类号】TM60-53【参考文献格式】全国电压电流等级和频率标准化技术委员会编.第三届电能质量国际研讨会论文集三亚•2006. 北京市:中国标准出版社, 2006.4、《Electric Power Quality》【作者】Chattopadhyay, Surajit【出版社】Springer Verlag【出版日期】2011.03【ISBN】9400706340 9789400706347期刊类检索结果:1、《电能质量检测问题电能质量监测为电能质量治理提供数据》【作者】范瑞祥【刊名】电气应用【ISSN】1672-9560【出版日期】2012【期号】第22期【作者单位】江西省电力科学研究院电网技术中心2、《基于虚拟仪器的电能质量检测与分析系统》【作者】闫洪林;曹媛莉;闫晓丽;公茂法【刊名】北京电力高等专科学校学报(自然科学版)【出版日期】2012【期号】第9期【页码】283【作者单位】山东科技大学信息与电气工程学院山东青岛(266590);厦门电业局福建厦门(361000)3、《电能质量检测技术:电能质量检测向智能化和标准化发展》【作者】李鹏【刊名】电气应用【ISSN】1672-9560【出版日期】2011【期号】第7期【页码】19【作者单位】浙江省电力试验研究院4、《电能质量检测装置的设计与研制》【作者】吕曙东【刊名】盐城工学院学报(自然科学版)【ISSN】1671-5322【出版日期】2010【期号】第3期【作者单位】盐城工学院实验教学部5、《Analysis and simulation of a hydrogen based electric system to improve power quality in distributed grids》【作者】Miguel Aguirre;Hernán Couto;María Inés Valla【刊名】International Journal of Hydrogen Energy【出版日期】2012【卷号】Vol.37【期号】No.19【页码】14959-14965【ISSN】0360-3199专利类检索结果:1、电能质量检测装置【申请号】CN201220157504.0【专利名称】电能质量检测装置【申请人】许鹏,王春泽【地址】130026 吉林省长春市西民主大街938号朝阳校区1舍427 【发明人】许鹏,王春泽,林昊,林楠竹,王松,杨浩北【申请日期】2012.04.14【专利类型】实用新型【IPC号】G01R31/00(2006.01)I,G,G01,G01R,G01R312、电能质量扰动信号检测装置【申请号】CN201020162886.7【专利名称】电能质量扰动信号检测装置【申请人】李加升【地址】413049 湖南省益阳市益阳职业技术学院【发明人】李加升【申请日期】2010.04.16【IPC号】G01R19/253、电能质量检测方法和电力监控设备【申请号】CN201010157816.7【专利名称】电能质量检测方法和电力监控设备【申请人】西门子公司【地址】德国慕尼黑【发明人】林顺富,吴剑强,卓越【申请日期】2010.04.26【IPC号】G01R31/004、ELECTRIC POWER QUALITY MONITORING SYSTEM AND ELECTRIC POWER QUALITY MEASURING METHOD【发明人】CHOI SEONG-HOONKIM JOON-EELPARK YONG-U【申请号】WO2009KR06025【申请人】KOREA ELECTRIC POWER CORPCHOI SEONG-HOONKIM JOON-EELPARK YONG-U【申请日期】2009.10.19【IPC号】G08C17/00【公开号】WO2011040663【公开日期】2011.04.07【优先权数据】2009.09.29 KR 20090092646报纸类检索结果:《关注电能质量》【作者】刘超辉【日期】2003.04.29【关键词】电能质量检测供电可靠性福禄克公司电能质量问题电力市场改革计算机死机三相不平衡配电系统谐波电压通用电气公司【来源】中国电力报会议论文类检索结果:1、《电能质量检测系统及其算法设计》【作者】欧阳森;宋政湘;段成刚;陈德桂;王建华【日期】2002【会议名称】中国电工技术学会低压电器专业委员会第十一届学术年会【会议录名称】中国电工技术学会低压电器专业委员会第十一届学术年会论文集 , 2002 年【作者联系方式】西安交通大学电器教研室;【会议地点】中国浙江乐清【出版社】中国电工技术学会低压电器专业委员会2、《智能电网中的电能质量检测技术》【作者】崔红芬;李鹏;李新平;胡东【日期】2010【会议名称】中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十六届学术年会暨中国电机工程学会电力系统专业委员会2010年年会【会议录名称】中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十六届学术年会暨中国电机工程学会电力系统专业委员会2010年年会论文集【会议地点】上海3、《Electric power quality disturbance detection using wavelet transform analysis》【作者】Santoso, S.;Powers, E.J.;Grady, W.M.【会议录名称】Time-Frequency and Time-Scale Analysis, 1994., Proceedings of the IEEE-SP International Symposium on【会议地点】Philadelphia【会议时间】1994【作者联系方式】Dept. of Electr. & Comput. Eng., Texas Univ., Austin, TX学位论文类检索结果:《Fuzzy systems and wavelet transform techniques for evaluating the quality of the electric power system waveforms》【作者】Morsi Ibrahim; Walid.【学位授予单位】Dalhousie University (Canada)【学位名称】Ph.D.【学位年度】2009。
东北电力技术2021年弱电网下光伏并网逆变器电能质量控制策略研究周识远(国网甘肃省电力公司,甘肃㊀兰州㊀730070)摘要:针对弱电网下存在较大的电网等值阻抗导致电力系统中谐波以及电压波动影响整个电力系统电能质量的问题,提出一种基于瞬时无功功率理论的光伏并网逆变器电能质量控制策略㊂该控制策略采用PI双闭环控制实现直流侧母线电压稳定,并增加电压幅值反馈控制以稳定PCC点电压㊂最后,基于Matlab/Simulink平台搭建弱电网下光伏并网发电系统,并对其进行仿真㊂仿真结果表明,该控制策略能够有效抑制电网谐波问题,降低电网阻抗对电网电能质量的影响,从而实现整个电力系统安全稳定运行㊂关键词:光伏并网逆变器;控制策略;电网等值阻抗;谐波[中图分类号]TM464㊀[文献标志码]A㊀[文章编号]1004-7913(2021)05-0006-04ResearchonPowerQualityControlStrategyofPhotovoltaicGrid⁃ConnectedInvertersUnderWeakGridAccessZHOUShiyuan(StateGridGansuElectricPowerCo.,Ltd.,Lanzhou,Gansu730070,China)Abstract:Aimingattheproblemofharmonicandvoltagefluctuationcausedbythelargeequivalentimpedanceofpowernetworkinthebackgroundofweakpowernetwork,acontrolstrategyofphotovoltaicgrid⁃connectedinverterbasedonimprovedinstantaneousreactivepowertheoryisproposedtosolve.TheDCsidevoltageisstabilizedbyPIdoubleclosedloopcontrol,andthevoltageamplitudefeed⁃backcontrolisaddedtostabilizePCCpointvoltage.Finally,thephotovoltaicgrid⁃connectedpowergenerationsystemisbuiltbyMat⁃lab/Simulinkforsimulation.Thesimulationresultsshowthatthecontrolstrategycaneffectivelysuppressharmonicsandreducethein⁃fluenceofnetworkimpedanceonpowerquality,whichachievevoltagestability.Keywords:photovoltaicgrid⁃connectedinverter;controlstrategy;networkequivalentimpedance;harmonicwave㊀㊀太阳能作为一种清洁可再生能源,以无污染㊁储存量丰富㊁分散等优点在新能源领域占据重要角色㊂目前太阳能的利用以光伏发电形式最为广泛[1]㊂但对我国而言,受土地㊁光照资源的限制,大规模光伏电站主要建设在沙漠或半沙漠偏远地区,此时长距离的输电线路将导致线路阻抗增大,而且用户负载通常以离网或与外网以弱联系的形式连接,电网结构薄弱,系统供电能力较差[2-3]㊂逆变器作为并网光伏发电系统中最为关键环节之一,伴随远距离电网末端光伏逆变器并网数量增多㊁单机容量增大,其控制变得越来越复杂,电网安全稳定运行无法保证,若不能有效解决逆变器安全稳定运行问题,将对电网电能质量产生严重影响,甚至导致整个电力系统崩溃[4]㊂此外,弱电网环境下,负荷侧的切入与切除以及光伏发电系统输出功率波动都将导致主网电压的波动,从而使得并网点电压波形畸变甚至越限,输入谐波增大,系统电能质量变差,供电可靠性降低㊂传统逆变器的设计都将电网视为理想电压源,但在弱电网下传统电网模型将无法适用㊂此时基于戴维南定理,将网侧等效为理想电压源串联等值阻抗,但较大的电网阻抗对于弱电网将产生不利影响,而且伴随电网阻抗的增加,尤其是其中感性成分的增加,系统串/并联谐振现象将越发明显,这将导致电力系统的安全稳定性能下降,从而进一步恶化电网的稳定运行[5],弱电网下系统电能质量问题变得越来越突出㊂为实现电网的无功补偿和电流谐波抑制,国内外学者对其进行了大量研究㊂文献[6]提出一种基于高频注入的电网阻抗检测方法,并通过试验验证所提方法的正确性,该方法改善了电流基波对电网的影响,但高频信号对用户侧2021年周识远:弱电网下光伏并网逆变器电能质量控制策略研究所引入的Cg干扰不容忽视㊂文献[7]利用最小二乘法检测阻抗,该方法对电力系统的稳定性和网侧电能质量的影响较小,但其涉及计算量庞大,而且算法比较复杂㊂文献[8-9]对传统锁相技术进行改进,电网波形发生畸变时可及时检测电网电压相位,从而提高并网电能质量,该控制策略简单易行,但其只能减少特定谐波㊂文献[10]针对弱电网下多逆变器并联运行时,电网阻抗参数对光伏逆变器稳定运行影响及系统谐波振荡放大的原因进行了详细分析,为本文提供了有益的参考㊂文献[11]提出一种基于瞬时无功功率理论的光伏并网逆变器的控制策略,该控制策略实现了光伏发电系统的消谐和无功补偿功能,提高了配电网的电能质量,但其未考虑PCC点电压稳定问题㊂针对上述问题,本文以弱电网为研究背景,分析了光伏发电系统接入电网后的谐波以及电压波动问题,基于瞬时无功功率理论以及PCC点电压幅值控制方法,以提高光伏逆变器无功输出性能,从而实现PCC点电压的稳定和谐波环流的抑制,并采用Matlab/Simulink进行仿真验证㊂1㊀单相光伏并网逆变器为提高控制精度,采用光伏并网逆变器双级式结构,前级采用Boost升压电路,后级采用单相全桥逆变电路㊂考虑电网阻抗(阻感性),单相全桥逆变器在并网状态下的等效模型如图1所示,其中光伏并网逆变器由DC/DC升压斩波电路与DC/AC单相全桥逆变电路构成㊂逆变器输出电流经LCL滤波电路后,通过并网继电器并入电网㊂图1㊀并网状态下单相全桥逆变器的等效模型由于弱电网下存在较大的电网阻抗使得光伏阵列输入谐波增大,PCC点电压发生波动,其输出特性呈非线性㊂为提高光伏并网发电系统输电效率,Boost升压斩波电路输出侧电压一般不低于500V[12]㊂图1中,Boost升压电路将电压值较低且变化范围大的Upv转换为适合DC/AC变换的直流侧电压Udc,Cdc是容量比较大的电容,从而稳定Udc㊂逆变电路将直流侧电压Udc变换为与电网电压幅值接近㊁频率相同的电压Uinv,由于该电压在开关频率处具有高频谐波,因而直接并入电网会带来大量谐波,要通过LCL滤波器滤波,使电流以较低的畸变率并入电网Ug㊂根据图1,建立弱电网下的单相光伏并网逆变器的动态方程如下:Ls1dIinvdt=Uinv-Uc(1)CdUcdt=Iinv-Ig(2)LgdIgdt=Uc-Ug-RgIg(3)写出上述动态方程对应的s域表达式如下:UgUinvéëêêùûúú=1sC-Rg-sLg-1sCsL+1sC-1sCéëêêêêêùûúúúúúIinvIgéëêêùûúú(4)式中:Ug为电网电压;Uinv为逆变桥臂输出的正弦脉宽调制电压;Ls1为滤波电感;C为滤波电容;Lg和Rg分别为电网的等效电感和电阻;Ig为电网电流㊂2㊀弱电网下单相光伏并网逆变器控制光伏逆变器的并网控制包括升压电路控制和逆变电路控制,主要研究后级并网逆变器的控制㊂本文采用基于瞬时无功功率理论的ip-iq电流检测算法对电路中的瞬时电压和瞬时电流进行控制,进而实现对光伏并网逆变器谐波和无功补偿的检测㊂其中,直流侧稳压采取电压外环和无差拍的电流内环双闭环控制,PCC点稳压采取电压幅值反馈控制[13]㊂2 1㊀直流侧稳压控制图2所示为单相光伏并网逆变器控制框图㊂VSC的控制策略为直流电压外环㊁交流电流内环控制,并在控制环中引入电网电压前馈㊂对光伏逆变器直流侧电压Udc进行调节可以减少直流侧电压的波动,保证并网逆变器更有效的控制[14]㊂将直流侧电压实时值Udc与设定电压U∗dc比较,其误差通过PI控制,结果乘以与电网电压同步的正弦信号,作为逆变器输出电流指令信号I∗inv,㊀2021年图2㊀单相光伏并网逆变器控制框图实时检测逆变器输出电流Iinv,与I∗inv比较,误差经PI控制,其结果与电网电压Ug的前馈信号求和,再由PWM发生器变成驱动逆变器工作的开关信号㊂电流环采用无差拍控制技术,开关频率固定,动态响应快,能在下一个控制周期内消除目标误差,抑制谐波环流,实现稳态无静差效果㊂2 2㊀PCC点稳压控制PCC点的稳压采取电压幅值反馈控制,即通过补偿无功功率来实现㊂其控制框图如图3所示㊂图3㊀PCC点的稳压控制框图图3中,Um为电路电压的幅值;U∗m为电压幅值的给定值,两者的差值经PI控制得到调节信号ΔI∗m㊂补偿电流由瞬时无功电流的直流分量减去ΔI∗m及逆变器输送至网侧的实际电流Ic得到,通过PWM控制电路将需补偿的电流注入电网,实现光伏逆变器直流侧与交流侧的能量交换,将PCC点电压调节至稳定值,即:I∗Lq=ILq-ΔI∗m(5)无功电流分量ΔI∗m可表示为㊀㊀ΔI∗m(k)=ΔI∗m(k-1)+Kpq(Ute(k)-Ute(k-1))+Kiqʏ(Ute(k)-Ute(k-1))dt(6)Ute(k)=U∗m(k)-Um(k)(7)式中:Ute(k)为U∗m和Um第k次样本两者之差;Kpq和Kiq为PI调节器的比例和积分增益㊂3㊀仿真分析根据系统控制框图,在Matlab/Simulink平台上搭建仿真模型,并进行分析㊂系统控制参数见表1㊂表1㊀系统参数参数数值电网电压/V220系统频率/Hz50开关频率/kHz10直流侧电压/V500直流侧电容/μF3000滤波电感L1/mH0 11滤波电感L2/mH0 022滤波电容/μF137PWM控制参数Kp/Ki0 5/0 13 1㊀直流侧稳压分析针对电网阻抗不断变化的情形,采用PI控制进行仿真分析㊂阻抗值为0 1mH时,采用PI控制下的逆变器输出实际电流和参考电流的仿真波形如图4所示,其中,蓝色为并网电流,红色为参考电流㊂图5为阻抗值为0 1mH时,并网电压和并网电流的波形图,红色代表并网电压Uinv,蓝色代表并网电流Iinv㊂阻抗值为0 2mH时,并网电压和电流的波形图如图6所示,由于阻抗值的变化,并网电压和并网电流发生变化,因此纵坐标取值范围与图5有所差别㊂图4㊀逆变器输出实际电流和参考电流波形图图5㊀阻抗值为0 1mH时并网电压和电流的波形图图6㊀阻抗值为0 2mH时并网电压和电流的波形图2021年周识远:弱电网下光伏并网逆变器电能质量控制策略研究由图5㊁图6中可知,在电网阻抗增加时,并网电流始终能较好的跟随并网电压,功率因数较高,验证了所提控制策略的正确性和有效性㊂3 2㊀无功补偿分析图7所示为PCC点未加电压幅值反馈控制下的无功波形图,图8所示为PCC点加入电压幅值反馈控制的无功补偿波形图,其中,蓝色曲线为有功功率,红色曲线为无功功率㊂图7㊀PCC点未加电压幅值反馈控制下的无功波形图图8㊀PCC点加入电压幅值反馈控制下的无功波形图由图7中可知,在没有加入无功补偿装置时系统的无功功率随着负荷的变化,波动变化比较大,系统功率因数为0 81㊂另外,由图8中可大致看出无功功率的平均有效值大致在0 5s,此时有功功率P=1 6ˑ106W,无功功率Q=0 9ˑ106var,计算得此时的功率因数为0 87㊂因此,为了减小无功功率随着负荷变化而波动较大的现象,应该在线路中添加无功补偿来减小系统无功功率的变化,提高功率因数,从而稳定PCC点电压㊂4㊀结束语本文提出一种基于瞬时无功理论的光伏并网逆变器电压控制策略,通过检测瞬时电压与瞬时电流,将电压外环与电流内环相结合,采用双闭环控制实现直流侧电压稳定,有效抑制了弱电网下接入较大电网阻抗而导致的谐波环流㊂此外,利用电压幅值反馈控制补偿PCC点无功功率,使得PCC点电压基本维持稳定㊂仿真结果表明:本文所采用控制策略可有效改善电网电能质量㊂参考文献:[1]㊀吴㊀薇,赵书健,段双明,等 光伏逆变器接入弱电网运行的稳定性问题分析[J].东北电力大学学报,2018,38(1):8-14.[2]㊀D.P.Kothari,K.C.Singal,R.Ranjan.RenewableEnergySourcesandEmergingTechnologies[M].SencondEdition,PHILearningPrivateLimited.2012:196-197.[3]㊀CobrecesS,BuenoE,RodriguezFJ,etal Influenceanalysisoftheeffectsofaninductive⁃resistiveweakgridoverLandLCLfiltercurrenthysteresiscontrollers[C]//EuropeanConferenceonPowerElectronicsandApplications.2007:1-10.[4]㊀赫亚庆,王维庆,王海云,等 光伏逆变器改进控制策略的稳定性研究[J].电网与清洁能源,2018,34(8):60-66.[5]㊀ChenX,SunJ.Characterizationofinverter⁃gridinteractionsusingahardware⁃in⁃the⁃loopsystemtest⁃bed[C].ProceedingofIEEEInternationalConferenceonPowerElectronicsandECCE,Jeju,Korea:IEEE,2011:2180-2187.[6]㊀汤婷婷,张㊀兴,谢㊀东,等 基于高频注入阻抗检测的孤岛检测研究[J].电力电子技术,2013,47(3):70-72.[7]㊀Cobreces,Santiago.Bueno,EmilioJ.Pizarro,Daniel.Ro⁃driguez,FranciscoJ.Huerta,Francisco.Gridmonitoringsystemfordistributedpowergenerationelectronicinterfaces[J].IEEETransactionsonInstrumentationandMeasurement,2009,58(9):3112-3121.[8]㊀鲁㊀力,刘㊀芳,张㊀兴,等 弱电网条件下单相光伏并网逆变器的控制研究[J].电力电子技术,2012,46(5):36-38.[9]㊀杨玉琳,刘桂花,王㊀卫 弱电网下基于锁频环的单相光伏并网逆变器同步技术研究[C].2014台达电力电子新技术研讨会论文集,2014:101-106.[10]㊀张站彬,翟红霞,徐华博,等 光伏电站多逆变器并网系统输出谐波研究[J].电力系统保护与控制,2016,28(14):142-146.[11]㊀王正仕,陈辉明 具有无功和谐波补偿功能的并网逆变器设计[J].电力系统自动化,2007,31(13):67-71.[12]㊀夏向阳,唐㊀伟,冉成科,等 基于DSP控制的单相光伏并网逆变器设计[J].电力科学与技术学报,2011,26(3):114-121.[13]㊀张贵涛,龚㊀芬,王丽晔,等 光伏并网逆变器电能质量控制策略[J].电力科学与技术学报,2017,32(2):50-56.[14]㊀杨朝晖 并联型有源滤波器自流侧电压控制[D].济南:山东大学,2008.作者简介:周识远(1984),男,硕士,高级工程师,从事新能源发电技术工作㊂(收稿日期㊀2020-10-20)。
国家电网公司电网电能质量技术监督规定(试行)第一章总则第一条为加强电网电能质量技术监督管理,保证电网安全、经济运行和电能质量,维护电气设备的安全使用环境,保护发、供、用各方的合法权益,依据《电力法》和国家有关规定,制定本规定。
第二条技术监督工作贯彻“安全第一、预防为主”、超前防范的方针,按照依法监督、分级管理、行业归口的原则,对电网电能质量实施全过程、全方位的技术监督。
第三条电网电能质量技术监督是国家电网公司技术监督工作的重要组成部分,在管理上应严格执行《国家电网公司技术监督工作管理规定》的要求,建立相应的管理体制和制度,规范技术监督工作。
第四条电网电能质量技术监督是为了保证电网向用户提供符合国家电能质量标准的电能,对电网内影响电能质量的发电、供电、用电等各环节进行必要的技术监督。
第五条因公用电网、并网发电企业或用户用电原因引起的电能质量不符合国家标准时,应按“谁引起,谁治理”的原则及时处理,并应贯穿于公用电网、并网发电企业及用电设施设计、建设和生产的全过程。
第六条本规定适用于国家电网公司所属各电网企业、供电企业、施工企业和发电企业、电力设计单位以及由公用电网供电的用户。
第二章电网电能质量监督的范围及主要内容第七条本规定所指的电能质量是指公用电网、发电企业、用户受电端的电能质量,其内容包括:(一)电力系统频率允许偏差;(二)电压允许偏差;(三)电压允许波动和闪变;(四)三相电压允许不平衡度;(五)电网谐波允许指标。
第八条频率质量监督(一)在电力系统规划、设计、运行中,必须保证有功电源备用容量不得低于发电容量的20%。
(二)并网运行的发电厂必须具有一次调频和调峰能力,一次调频装置在机组运行时必须投入。
发电厂应根据调度部门要求安装保证电网安全稳定运行的自动装置。
(三)在新建、扩建变电所工程及更改工程的设计中,应根据调度部门的要求,安装自动低频减负荷装置,在新设备投产时应同时投运。
(四)在编制低频减载方案时,应根据部颁《电力系统自动低频减负荷技术规定》的要求,按照本地区年度最大用电负荷并考虑不同地区最大负荷同时率来安排各轮次减负荷容量,还应通过各种运行方式下失去最大电源的验算,并应防止由于各轮次低频减载装置动作后造成联络线或变压器过负荷跳闸,甚至发生稳定破坏事故。
«电能质量控制综合实验设计》基于MATLAB/SIMULINK 的虚拟实验教学平台一、电力系统中存在的典型电能质量问题电力系统中的电能质量问题,主要归结为为电流畸变问题,体现在为图1中的几种典型位置(但不限于此)。
图1电力系统中典型位置的电能质量问题其中,采用的典型静止无功补偿装置(SVC)如图2所示,系统单线图如图3所示,系统补偿前后的电压及电流波形如图4所示。
图2静止型无功补偿装置卩图3系统单线图图4无功补偿和(或)谐波抑制前后系统电压电流实际波形二、实验简介如上所述,目前的电能质量存在较为严重的问题,而其控制理论的抽象程度较高,需要借助实验环节进行必要的验证性分析,以加深学生对知识点的理解与掌握程度。
这里,通过自行开发的综合设计仿真实验环节,使学生有效地理解抽象的理论知识,化繁为简。
既可以提高学生对本门课的综合掌握程度,弥补现有实验设备和实验环节的不足,又能拓展电气专业学生在电力系统方向的知识面,培养其在工程上提出问题、分析问题和解决问题的能力。
三、实验实施教师给定实验目的、实验要求、实验条件,由学生根据自身情况和兴趣选题并设计实验方案,进行仿真实验分析。
1. 实验目的(1)理解电能质量控制的相关内容,掌握无功功率及谐波对系统的危害和影响;(2)掌握瞬时功率理论相关知识,并可以利用MATLAB 仿真软件搭建模型;(3)理解系统无功及谐波电流的检测方法;(4)掌握典型电力电子设备主电路拓扑方案;(5)研究典型非线性负载的无功补偿和(或)谐波抑制仿真实验。
2. 实验要求(1)基于MATLAB 仿真软件,搭建系统中的各功能模块;(2)针对典型电流型谐波源负载——晶闸管相控整流桥负载为例,分别研究系统在无功补偿、谐波抑制及二者功能结合时前后的系统电流特性。
3. 实验内容(1)供电网络谐波电流检测仿真;(2)基于瞬时无功理论的i p-i q 算法仿真;(3)基于瞬时无功理论的p-q 算法仿真;(4)电力系统电能质量综合分析;(5)供配电系统谐波抑制与无功补偿。
附件1:中国电力科学研究院实验室介绍一、电网安全与节能国家重点实验室(一)实验室介绍电网安全与节能国家重点实验室,2007年获得国家科技部批准建设,2011年通过验收,依托单位为中国电力科学研究院。
电网安全与节能国家重点实验室是我国首批企业国家重点实验室,主要开展电力系统仿真分析与规划、大电网安全运行及控制、电力电子及输配电节能、电网调度运行及其自动化技术等方向的研究工作,具备超/特高压骨干网架规划方案、运行特性的研究和试验能力,为建立跨区互联电网安全稳定防御体系提供理论分析手段和技术支撑.(二)实验室研究方向及关键技术1.研究方向一:电力系统仿真分析与规划技术关键技术:大规模跨区联网交直流输电系统规划方案仿真;复杂系统交直流相互影响机理及控制协调策略研究;大规模互联电力系统全过程(电磁暂态、机电暂态及长过程)仿真技术研究;带有多直流控保的交直流混联电网数模混合仿真技术研究。
2.研究方向二:大电网安全运行及控制技术关键技术:源网荷系统主要控制设备建模技术;基于大电网的网源协调数模混合仿真平台技术;发电机组涉网保护及协调优化性能检测技术;复杂电网环境下的故障分析和保护仿真技术;电网新环境的保护原理优化技术。
3.研究方向三:电网调度运行及其自动化技术关键技术:交直流电网在线综合风险分析和超前决策技术;大电网安全预警、故障智能辨识及决策技术;调度控制云平台关键技术;综合能源系统的生产模拟和能源流分布的仿真分析算法;适应大范围资源优化配置的经济运行理论及优化技术;电力系统仿真计算结果智能分析、特征辨识与提取技术。
4.研究方向四:电力电子及输配电节能技术关键技术:多端柔性直流及混联直流输电技术;直流控制保护系统优化配合方法;新型电力电子设备故障仿真分析及特征识别;直流电网关键设备及保护控制系统的电磁、机电暂态仿真模型;大型新能源发电基地接入直流输电网的联合协调运行及控保技术;综合能源系统及设备的能效评估技术;电能替代评测技术;电能质量扰动对供配电系统损耗的影响研究。
..Q/CSG 中国南方电网有限责任公司企业管理制度中国南方电网有限责任公司电能质量与无功电压管理规定目录1总则 (1)2规性引用文件 (1)3术语和定义 (2)4职责 (2)5管理容与法 (4)6附则 (10)中国南电网有限责任公司电能质量与无功电压管理规定1总则1.1为规中国南电网有限责任公司电能质量和无功电压管理工作,提高电网和用户电能质量水平,确保电网运行的安全性和稳定性,特制定本规定。
1.2本制度规定了电能质量和无功电压管理的职责分工、管理容和控制目标。
1.3本规定适用于公司系统所属各单位。
2规性引用文件下列文件对于本规定的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规定。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规定。
主席令〔第60号〕中华人民国电力法电力工业部第8号令供电营业规则电监会第27号令供电监管办法GB 标准电压GB/T 12325 电能质量供电电压偏差GB/T 12326 电能质量电压波动和闪变GB/T 14549 电能质量公用电网谐波GB/T 15543 电能质量三相电压不平衡GB/T 15945 电能质量电力系统频率偏差GB/T 24337 电能质量公用电网间谐波GB/T 18481 电能质量暂时过电压和瞬态过电压GB/T 19862 电能质量监测设备通用要求DL/T 1198 电力系统电能质量技术管理规定DL/T 1194 电能质量术语DL/T 1028 电能质量测试分析仪检定规程DL/T 1053 电能质量技术监督规程DL/T 500 电压监测仪使用技术条件DL 755 电力系统安全稳定导则SD 325 电力系统电压和无功电力技术导则(试行)能源电[1993]218号电力系统电压质量和无功电力管理规定(试行)3术语和定义3.1本规定所涉及的专业术语和定义与《电能质量术语》(DL/T 1194-2012)、《电力系统电能质量技术管理规定》(DL/T 1198-2013)的规定一致。
配电网电能质量治理设备协调控制摘要:配电网电能质量治理研究中,关于设备方面研究相对较少,特别是质量治理设备协调控制配合方面内容很少。
基于此,文章将电能质量治理设备当做重点,提出消除设备干扰的主要措施,借助设置协调系数减少设备间干扰,便于实现电能质量治理设备协调控制,最终对电压波动情况进行合理控制,避免对配电网电能质量治理产生影响,促进电能质量治理工作全面开展。
关键词:电能质量;协调控制;配电网前言:在当今电力技术不断发展的当下,人们对电能质量要求越来越高,随着各种非线性负荷的广泛应用,电能质量问题随之增加。
为了有效满足人们电能质量方面需求,常常使用多种方法进行治理。
在不同电能质量治理设施连接期间,因电能质量调节装置不同,响应速度不同,各装置调控目标间会相互影响,进而使得装置动态性不断下降。
所以,有必要使用主动控制法对不同设备动作与输出情况进行合理协调,避免影响电能质量调制成效。
为了防止配电网当中不同电能质量治理设备间彼此影响,结合配电网谐波畸变与高低电压等问题,结合电网参数与配电网运行现状,将APF与SVG当做中心,对影响区域进行全面划分,然后将区域控制节点为主,合理计算不同控制节点协调系数,便于确保SVG与APF协调运行。
1配电网电能质量问题通常来讲,配电网电能质量包含下面几方面内容:(1)电压质量:即理想和实际电压间存在的偏差,其可以充分反映供电企业向用户提供的电能是否合格,电压质量的好坏直接关系到大多数负荷能否正常可靠运行;(2)电流质量:可以充分体现其和电压质量间的关系,电流质量主要取决于负载情况,电力电子负载绝大多数可看作谐波源,是引起电网谐波的重要因素;风机、电容及变频器等负荷,则往往造成电网无功电流容量的增大;(3)供电质量:即供电的可靠性和清洁度,也代表着服务质量,具体包含电价合理性、透明度等;(4)用电质量:即电流质量和反映供用电双方间的影响与作用的用电方义务,还包含用户如期缴纳电费情况等。
轨道交通地铁防灾设计供电系统设计规范及标准地铁设计规范》(GB50157-2013) 城市轨道交通技术规范》 (GB50490-2009) 城市轨道交通直流牵引供电系统》 (GB/T10411-2005) 供配电系统设计规范》 ( GB50052-2009) 20kV 及以下变电所设计规范》 (GB50053-2013) 低压配电设计规范》 (GB50054-2011) 通用用电设备配电设计规范》 (GB50055-2011) 建筑物防雷设计规范》( GB50057-2010) 35~110kV 变电所设计规范》(GB50059-2011) 3~110kV 高压配电装置设计规范》 (GB50060-2008) 交流电气装置的接地设计规范》 ( GB/T 50065-2011) 电力工程电缆设计规范》 (GB50217-2007) 电力装置的继电保护和自动装置设计规范》 (GB/T 50062-2008) 电力装置的测量仪表装置设计规范》 ( GB/T 50063-2008) 建筑结构荷载规范》 (GB 50009-2012) 电气化铁道接触网零部件技术条件》 ( TB/T 2073-2010) 电气化铁道接触网零部件试验方法》 ( TB/T 2074-2010) 电气化铁道用铜及铜合金接触线》 (TB/T2809-2005) 绝缘子试验方法》(GB775.1-2006、GB775.2-2003、GB775.3-2006) 钢结构设计规范》( GB50017-2003) 地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》 (CJJ49-92) 铁路电力牵引供电设计规范》 (TB10009-2005) 铁路电力设计规范》(TB10008-2006) 电能质量公用电网谐波》GB/T14549-1993 电能质量供电电压偏差》GB/T12325-2008 半导体变流器与供电系统的兼容及干扰防护导则》GB/T10236-2006《半导体变流器通用要求和电网换相变流器第1-1 部分:基本要求规范》GB/T 3859.1-2013《电力系统调度自动化设计技术规程》DL/T5003-2005 《地区电网调度自动化设计技术规程》DL/T5002-2005 《电测量及电能计量装置设计技术规程》DL/T5137-2001 《牵引变电所运行检修规程》铁运[1999]101 号《接触网运行检修规程》铁运[2007]69 号《铁路电力管理规则和安全工作规程》铁运[1999]103 号《电气化铁路接触网故障抢修规则》铁运(2009)39 号《电力设备预防性试验规程》(DL/T596-1996)设计范围四期工程范围内的供电系统、牵引变电所、降压变电所、跟随式降压变电所、接触网、杂散电流腐蚀防护及综合接地系统、电力监控系统、车站及车场动力照明系统、区间动力照明系统、管理和维护机构、供电车间工艺设计等(其中车站及车场动力照明系统属车站与车场设计)。
电网电能质量控制--本科山大20年考试题库及答案电网电能质量控制--本-.综合题(70分)1、简述电压波动的含义、引起电压波动的原因。
学生答案:电压均方根值一系列相对快速变动或连续改变的现象,其变化周期大于工频周期(20ms)。
电压波动是指电网电压有效值(方均根值)的快速变动。
电压波动值以用户公共供电点在时间上相邻的最大与最小电压方均根值之差对电网额定电压的百分值来表示;电压波动的频率用单位时间内电压波动(变动)的次数来表示。
原因:(1)用电设备具有冲击负荷或波动负荷,如电弧炉、炼钢炉、轧钢机、电焊机、轨道交通、电气化铁路、以及短路试验负荷等。
(2)系统发生短路故障,引起电网波动和闪变。
(3)系统设备自动投切时产生操作波的影响,如备用电源自动投切、自动重合闸动作等。
(4)系统遭受雷击引起的电网电压波动等。
2.电压波动与闪变存在的影响电压闪变主要是表征人眼对灯闪主观感觉的参数。
它一般是由开关动作或与系统的短路容量相比出现足够大的负荷变动引起的。
2、统一电能质量调节器的功能?学生答案:且会产生衰减,如果配上放大器(运放、晶体管),利用放大、反馈等手段,可以取得比较理想的幅频响应,并且可抵消3、什么是电力系统频率的一次调解和二次调解?学生答案:电力系统的负荷时刻都在变化,对系统实际负荷变化曲线的分析表明,系统负荷可以看做三种具有不同变化规律的变动负荷所组成:第一种是变化幅度很小,变化周期相对较短,一般是几秒就会变化的;第二种是变化幅度较大,变化周期较长,一般是几分钟;第三种是变化缓慢的持续变动负荷,引起负荷变化的原因主要是工厂的作息制度,人民的生活规律,气象条件的变化等。
第一种变化负荷引起的频率偏移将由发电机组的调速器进行调整,这种调整通常称为频率的一次调整。
第二种变化负荷引起的频率变动仅靠调速器的作用往往不能将频率偏移限制在容许的范围之内,这是必须要有调频器参与频率调整,这种调整通常称为频率的二次调整。
PQS-电能质量在线监测装置用户手册————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:PQS-680系列电能质量在线监测装置用户手册(版本号:V1.00)南京灿能电气自动化有限公司南京灿能电力自动化有限公司2013-04-01【申明】本公司保留对说明书的修改权,恕不另行通知,敬请关注最新版本。
在PQS-680系列装置安装前请务必详细阅读本手册。
目录第一部分概述 (5)1.1装置命名及分类 (5)1.1.1 命名规则 (5)1.1.2 分类 (5)第二部分机械结构及电气安装 (8)2.1尺寸与安装 (8)2.1.1 嵌入式安装开孔尺寸图 (8)2.1.2. 壁挂式安装图 (8)2.1.3 装置正视图 (9)2.1.4装置上部出线端子图 (10)2.1.5装置下部出线端子图 (10)2.2电气接线 (11)2.2.1 对外端子接线示意图 (11)2.2.2 外部交流模拟量接线示意图 (12)2.3面板指示灯定义 (13)2.4使用指南 (13)2.4.1 如何使用装置I/O回路? (13)2.4.2 如何使用装置WEB浏览功能? (13)2.4.3 如何从装置中导出数据? (14)2.5注意事项 (14)2.5.1 接地 (14)2.5.2 电源 (14)2.5.3 模拟量输入回路 (14)2.5.4 通讯线缆的连接 (15)第三部分装置界面显示及操作 (16)3.1上电界面 (16)3.2运行界面 (16)3.3主菜单界面 (16)3.4键盘的基本功能 (17)3.5菜单说明 (17)3.6操作指南 (17)3.6.1 如何查看实时数据? (17)3.6.2 如何查看实时图形? (17)3.6.3 如何查看及设置定值? (18)3.6.4 如何设置装置时间? (18)3.6.5 如何设置通讯参数? (18)3.6.6 如何查看装置程序版本? (18)3.6.7 如何检查存储器空间使用情况? (18)3.6.8 如何查阅历史事件记录? (19)第四部分装置主要技术指标 (20)4.1采用标准 (20)4.2监测指标精度 (21)4.3电气性能 (21)4.3.1 工作电源 (21)4.3.2 交流电流输入 (21)4.3.3 交流电压输入 (21)4.3.4 开关量输入 (22)4.3.5 通讯接口 (22)4.3.6 环境 (22)4.3.7 安全性能 (22)4.3.8 电磁兼容性能 (23)4.4机械性能 (23)附录1:PQS-680系列装置定值清单及各项定值整定说明 (24)附录2: 装置出厂铭牌 (25)用户手册版本修改记录10987654321 V1.00 初始版本2013、04、01 序号版本号修改摘要修改日期感谢您选用PQS-680系列电能质量在线监测装置关于PQS-680——嵌入式系统装置;——适用于低压配电系统分散安装的装置;——适用于10kV 及以下企业配电系统电能质量监测的装置; ——适用于10kV 及以下分布式新能源接入点电能质量监测的装置; ——实现电能质量全指标监测的装置;——全通道同步采样的单监测点监测装置; ——实现企业能效/用电负荷管理的装置; ——完全遵照IEC61000-4-30中规定测量方法的装置;——内置大容量电子盘作为当地数据存储介质的装置;——实现PQDIF 、COMTRADE 、EXCEL 标准文件交互的装置; ——集成嵌入式WEB server 功能的装置;——利用Wifi 无线网络实现设备集中管理的装置(685~688系列); ——采样率256点/周波,完全实现10周波无缝测量的装置;——实时捕捉暂态电能质量事件,波形数据存为COMTRADE 标准格式的装置;——能够为您的电能质量管理工作需求提供多种解决方案的装置;如果您需要更多本产品使用方面的帮助,请访问,或致电。
《电能质量控制综合实验设计》
——基于MATLAB/SIMULINK的虚拟实验教学平台一、电力系统中存在的典型电能质量问题
电力系统中的电能质量问题,主要归结为为电流畸变问题,体现在为图1中的几种典型位置(但不限于此)。
图1 电力系统中典型位置的电能质量问题
其中,采用的典型静止无功补偿装置(SVC)如图2所示,系统单线图如图3所示,系统补偿前后的电压及电流波形如图4所示。
图2 静止型无功补偿装置
图3 系统单线图
图4 无功补偿和(或)谐波抑制前后系统电压电流实际波形
二、实验简介
如上所述,目前的电能质量存在较为严重的问题,而其控制理论的抽象程度较高,需要借助实验环节进行必要的验证性分析,以加深学生对知识点的理解与掌握程度。
这里,通过自行开发的综合设计仿真实验环节,使学生有效地理解抽象的理论知识,化繁为简。
既可以提高学生对本门课的综合掌握程度,弥补现有实验设备和实验环节的不足,又能拓展电气专业学生在电力系统方向的知识面,培养其在工程上提出问题、分析问题和解决问题的能力。
三、实验实施
教师给定实验目的、实验要求、实验条件,由学生根据自身情况和兴趣选题并设计实验方案,进行仿真实验分析。
1.实验目的
(1)理解电能质量控制的相关内容,掌握无功功率及谐波对系统的危害和影响;
(2)掌握瞬时功率理论相关知识,并可以利用MATLAB仿真软件搭建模型;
(3)理解系统无功及谐波电流的检测方法;
(4)掌握典型电力电子设备主电路拓扑方案;
(5)研究典型非线性负载的无功补偿和(或)谐波抑制仿真实验。
2.实验要求
(1)基于MATLAB仿真软件,搭建系统中的各功能模块;
(2)针对典型电流型谐波源负载——晶闸管相控整流桥负载为例,分别研究系统在无功补偿、谐波抑制及二者功能结合时前后的系统电流特性。
3.实验内容
(1)供电网络谐波电流检测仿真;
(2)基于瞬时无功理论的i p-i q算法仿真;
(3)基于瞬时无功理论的p-q算法仿真;
(4)电力系统电能质量综合分析;
(5)供配电系统谐波抑制与无功补偿。
4.实验方案
系统方案结构框图如图5所示.
四、实验报告撰写
仿真实验后,对实验结果进行必要的分析、总结,并撰写实验报告。
五、综合实验设计的特色
1.综合运用电能质量的基本知识,培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力;
2.提高学生查阅资料的能力;
3.根据查获的资料,集体讨论和研究实施方案;
4.自行搭建系统各功能模块的仿真模型;
5.锻炼学生良好的沟通与团队合作及组织协调能力;
6.塑造学生的创新意识和自主研习能力。
R
图5 系统结构框图
六、实验样例
1.系统实验模型
参考图5建立系统仿真模型,如图6所示,其中,子系统内部设计未给出。
图6 系统仿真模型
2.仿真结果
系统部分仿真结果如图7所示。
a.补偿前电压、电流波形
b.补偿后电压、电流波形
c. 负载电流、畸变电流及补偿后电流
d.畸变电流与补偿电流波形
e.补偿前系统电流谐波含量
f.补偿后系统电流谐波含量
图7 部分仿真结果。