电力系统中谐波的产生、危害和抑制方法分析

电力系统中谐波的产生、危害和抑制方法分析作者：齐立芬，姚宁作者单位：齐立芬(郑州煤炭高级技校,河南,新郑,451150)，姚宁(浙江庆安化工有限责任公司,浙江,嘉兴,314201)刊名：煤炭工程英文刊名：COALENGINEERING年，卷(期)：2010，(2)被引用次数：1次参考文献(2条)1.ShenD,LehnPW.Anovelcurrentcontrollerforactionpowerfilferbasedontheoptimalspacevector[J].Electric.PowerApplications,IEEProceedings,2002,149:248～274.2.戴逸民,梁晓雯,裴小平,等.基于DSP的现代电子系统设计[M].北京:电子工业出版社,2002.相似文献(10条)1.期刊论文霍重宁.邱剑锋.HUOZhong-ning.QIUJian-feng关于GXD型智能动态无功补偿滤波成套装置可行性分析-企业科技与发展2009,(6)GXD型智能动态无功补偿滤波成套装置通过与无功动态补偿装置、谐波治理相结合,配置先进的智能监控终端,用过零触发性能精确的大功率复合动态开关模块,基于谐波工况下采用特殊工艺设计的电容器、电抗器,对电网的负荷情况进行实时跟踪,投切相应的L-C滤波器组以及补偿基波无功的同时抑制,滤除谐波.以1000万kW电网为例:由上述的GXD型智能动态无功补偿滤波成套装置原理和特点可知,电网的谐渡含有量一般在10%～15%,严重的可达20%～30%.由此可估算出谐波的容量Q=100万～150万kvar,因此GXD型智能动态无功补偿滤波成套装置的市场容量是巨大的.2.学位论文丁祖军混合式谐波与闪变综合抑制技术的研究2009谐波和电压闪变抑制是涉及电力电子技术、电力系统、电气自动化技术等领域的一个重要课题。电力电子技术的快速发展使得各种电力电子装置在众多领域中的应用越来越广泛。系统中负载的非线性、冲击性和不平衡性会产生较大的谐波电流和变化较快的无功电流，而变化剧烈的无功电流会造成系统电压的跌落甚至引起电压闪变。因此谐波治理和闪变抑制已经是一项迫切的任务。传统采用无源电力滤波器来补偿大功率工业负载产生的谐波电流和无功功率，其补偿效果依赖于系统的参数，存在自身难以克服的缺点；而有源电力滤波器存在成本较高难以普及应用的缺点。新型的混合式谐波与闪变综合抑制装置是一种用于动态抑制谐波、闪变的新型电力电子装置，它能对大小和频率不断变化的谐波以及变化的无功进行补偿，其应用可以克服无源LC滤波器、电容器投切等传统的谐波治理和闪变抑制方法的缺点。全文共分为六章。第一章阐述了研究课题的意义以及主要研究内容。首先总结了目前国内外进行谐波抑制和闪变抑制的一些传统的方法及其优缺点，同时对本课题研究的背景和实际研究意义进行了说明，在此基础上文章提出了混合式谐波与闪变综合抑制装置在谐波与闪变综合抑制方面的应用，最后提出论文的主要研究内容。第二章对混合式谐波与闪变综合抑制装置的系统模型和工作原理进行了研究。文章首先对目前常见的混合式滤波器的拓扑结构进行了分析与总结，在此基础上，文章提出了有源电力滤波器通过耦合变压器与一个小电感并联，再与由无源电力滤波器组和晶闸管投切滤波器构成的无源滤波网络串联之后并入电网运行的混合式谐波与闪变综合抑制装置的主电路结构，分析了混合式谐波与闪变综合抑制装置的工作原理。文章对晶闸管投切滤波器组的电路结构、工作原理、进行了深入的分析，同时为保证谐波与闪变综合抑制功能的实现，利用检测无功电流突变和检测系统电压的模糊控制方法设计了闪变抑制功能实现的判定依据，最后通过仿真对闪变功能判据进行了验证。第三章对混合式谐波与闪变综合抑制装置的检测算法进行了研究。在对三相ip-iq法及FBD法进行研究并对FBD检测算法的误差进行分析的基础上，结合ip-iq法及FBD法之间的关系提出了一种优化的FBD算法以实现电流的实时检测，并对其进行了理论分析及仿真计算。该方法对滤波器进行了改进，并且引入反馈环节，减少了计算量，大大提高了检测方法的实时性也提高了检测算法的精度。第四章对混合式谐波与闪变综合抑制装置的控制策略进行了研究。文章首先对电压源控制策略的工作性能进行了总结，在此基础上详细分析了装置工作在电流源方式下分别采用三种控制策略(闭环控制策略、开环控制策略和复合控制策略)时的稳态补偿特性和抑制谐振的特性。因为电流源复合控制策略的控制性能最好，所以确定为混合式综合抑制装置推荐的控制策略。文章同电流源复合控制策略的控制性能最好，所以确定为混合式综合抑制装置推荐的控制策略。文章同时在对有源滤波装置的PWM控制策略进行总结的基础上，提出了一种基于电流滞环比较的优化空间电压矢量PWM控制策略。经过仿真分析，文章所提的控制策略能够达到较为理想的控制效果。第五章对混合式谐波与闪变综合抑制装置的试验样机的设计进行了研究。文章首先分析了无源滤波器的设计方法，并对有源滤波装置的器件选择进行了说明，在此基础上提出了样机的整体设计方案。文章利用DSP和FPGA及其它外围芯片设计了混合式综合抑制装置的测控单元，对该测控单元的硬件电路和软件流程进行详细的说明。最后通过试验对文章所提出的主电路结构、检测算法和控制策略进行了验证。第六章对本文开展的工作进行总结，并对需进一步开展的工作以及研究方向进行了展望。3.期刊论文勾松波.郑春生.王东.高厚磊.GOUSong-bo.ZHENGChun-sheng.WANGDong.GAOHou-lei胜利油田电网谐波分布规律及抑制对策-中国石油大学学报（自然科学版）2008,32(3)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.4.期刊论文关勇.朱红川蒙西电网谐波状况分析及抑制对策-内蒙古电力技术2003,21(4)通过详实的测试数据和实例对蒙西电网谐波状况进行了全面地分析.分析了谐波对蒙西电网的危害及其超标的原因,为蒙西电网谐波的抑制和治理提供了方法和对策.5.学位论文曾伟电网谐波和闪变综合抑制技术的研究2007谐波抑制和电压闪变抑制是涉及电力电子技术、电力系统、电气自动化技术等领域的重大课题。新型的电网谐波与闪变综合抑制装置是一种适用于动态抑制谐波、闪变的新型电力电子装置，它能对大小和频率不断变化的谐波进行抑制以及对不断变化的无功进行补偿，其应用可以克服无源Lc滤波器、电容器投切等传统方法的缺点。论文首先阐述了研究课题的意义以及主要研究内容。分析了本课题研究的背景，归纳了电能质量的分类标准、危害及主要治理措施，同时介绍了目前国内外进行谐波抑制和闪变抑制的一些传统方法，指出这些方法存在的不足与缺陷。在以上基础上提出了电网谐波与闪变综合抑制装置在该方面的应用，并提出了论文的主要研究内容。对电网谐波与闪变综合抑制装置的系统模型和工作原理进行了研究。对装置的各种拓扑结构进行了总结，并对各种方案的优缺点进行了比较，确认了采用较为实用的并联型四极型三相四线制主电路结构。同时对综合抑制装置的工作原理进行了详细分析，阐述了电压闪变产生的本质，说明了将谐波抑制和闪变抑制功能分开的原因，并且提出了两种进行装置功能转换的依据：(1)无功电流突变法，(2)基于系统电压检测的模糊控制。对电网谐波与闪变综合抑制装置的检测算法进行了研究。在对三相i,p-i,q法及FBD法进行分析的基础上，提出了一种基于FBD法改进的电流实时检测算法，并对其进行了理论分析及仿真。该方法对滤波器进行了改进，并且引入反馈环节，大大提高了检测方法的检测性能。对电网谐波与闪变综合抑制装置的控制策略进行了研究。提出了计算量小、易于实现的可变空间矢量控制策略，该方法在三相平衡或不平衡的情况下都能很好的解决中线电流问题，并对三维空间矢量脉宽调制(3DSVPWM)进行分析、作对应比较，证明可变空间矢量控制策略具有更加优异的性能；提出了对直流侧电容充电的可行方案，使装置在对直流侧电容充电和直流电压稳定控制过程中，都不会对系统电流产生较大冲击，该控制方法简化了装置结构，减小了装置体积。本文最后完成了基于ARM平台的电网谐波与闪变综合抑制试验装置的设计，并进行了大量实验。将改进的FBD检测算法和可变空间矢量控制策略、以及3DSVPWM分别应用于所设计装置，对以上方法进行实验，该装置能有效地对谐波及无功电流进行补偿，实验结果证实了文中所述方法的正确性，装置的研制实现了预期的设计目标。6.期刊论文马榆斌.MAYu-bin异类辐射源系统电源谐波的测试分析与抑制-中国电子科学研究院学报2008,3(4)随着非线性负载的逐渐增加,供电电源的谐波越来越严重,对电网、供电设备和用电设备的危害也越来越大.文章通过对异类辐射源系统(雷达和电抗系统)电源谐波的测试与分析,阐述了谐波产生的机理,以及功率因数与总谐波失真的关系,进而提出了降低谐波含量的措施.它对于各种实际运行的电气化设备抗谐波干扰具有一定的借鉴作用.7.期刊论文忻建宁龙门吊油改电的供电线路谐波危害及抑制-港口科技2010,(2)龙门吊油改电后,供电线路都有谐波产生.抑制谐波是改善供电品质的重要手段.分析了油改电供电线路的电流、电压谐波产生的原因,陈述了谐波造成的危害.介绍了3种抑制交流供电线路电流、电压谐波影响的方法.8.期刊论文庄亚平.杨青.张志强.冀路明.ZHUANGYa-ping.YANGQing.ZHANGZhi-qiang.JILu-ming用谐波屏蔽变压器抑制综合电力推进系统谐波-中国航海2008,31(2)针对综合电力推进系统中谐波抑制的需要,采用了一种带谐波抑制功能的变压器一谐波屏蔽变压器(HST)代替原系统中的日用变压器.给出了包含HST的综合电力推进系统的谐波计算方法,进行了系统谐波计算,并在物理仿真系统上进行了试验验证.试验结果证明了计算方法的正确性,同时表明HST可以用于综合电力推进系统的谐波抑制.9.期刊论文栗树花浅谈谐波产生及抑制谐波的方法-宁夏电力2009,(z1)分析了谐波产生的原因及对电网造成的危害,提出了抑制谐波的方法.10.学位论文王佳洁基于高通负载的波导滤波器宽带谐波无源对消技术研究2009随着社会文明的发展，人们对信息数据的传输要求越来越高，尤其是最近几十年，无线通讯应用越来越受到大家的重视，尤其是对宽带数据传输的需求。而有源器件的谐波和无源器件的寄生通带的吻合对日益普遍使用的宽带无线通讯造成越来越多的不良影响。本文为此提出了一种基于带通滤波与高通负载相结合的全新技术来实现谐波的无源宽带抑制。文章从谐波产生和微波器件寄生通带存在的根源出发，总结了谐波的危害及前人在滤波器谐波抑制上做出的贡献，包括有源和无源谐波抑制技术，高、低频范围内做出的改进等等。在给出一个历史性的回顾之后，重点对无源对消技术的复杂性展开分析，揭示了传统无源技术的窄带特征。针对该不足，本文通过研究自适应频选传输路径与谐波宽带对消的关联关系，得出了谐波宽带对消的可能途径，并为此展开了适于谐波频率选择的高通负载的研制工作以验证之。即通过专门设计，让高通负载对二次谐波得以有效截止的同时，对三次谐波予以导通并适时反射，通过高通负载与谐波激励参考面距离的确定以及高通负载轴向电长度的合理设计，实现对二次、三次谐波的无源宽带抑制。文章的最后，根据上述技术对一款传统S波段滤波器进行了改良设计，通过仿真计算，实物制造与比对测试