关于电网谐波治理和无功补偿技术的分析

时间：2024-02-13 11:08:45     来源： wwwkaiyun.com

                                                                                            

  随着我国工业生产和人民生活对电能的依赖性日益增加，当前各类用电设备无论从数量上还是从种类上来说，都较过去有了明显的增多，这一方面促进了我国电网的发展，但同时也给电力系统的稳定运行造成巨大的压力。在当前电力系统所面临的各种挑战当中，功率因数降低和谐波污染是其中非常严重的问题。

  当前电网中的电力设备无论从规模上还是从数量上都比过去有了明显增多，同时电力用户的用电设备数量也急剧增多，这一方面反映了我们国家的经济社会持续健康发展水平的进步，但同时也给电网造成了一定的污染，影响到了电能质量，甚至还可能给电力系统的安全稳定运行带来威胁。以上所说的污染主要体现为谐波和无功电流两大类，所以对电网进行谐波治理和无功补偿就显得很重要。下面将从三个方面对谐波治理与无功补偿的意义进行探讨：（1）当前人民对电能需求不仅仅表现量上，还表现在质上，而电网中谐波和无功电流的存在无疑是影响电能质量提高的一个重要的因素。因此，为实现给用户更好的提供低谐波、低无功电流的高质量电能的目的，就要求必须对当前电网进行谐波治理和无功补偿。（2）加强谐波治理和无功补偿技术的研究与应用，不但可以大大降低电力设备的损耗，同时还可以有效推动相关电力技术的发展，如电力电子技术的发展进步就与谐波治理及无功补偿技术的发展是相互促进的。（3）在当前背景下，无谐波普遍被认为是实现绿色电网的重要标志之一，因此加强谐波治理可以被认为是维持绿色环境的一种重要技术方法。综上所述，对电网谐波治理和无功补偿技术的研究和应用具有深远的理论意义和现实意义，应引起有关部门和技术人员的充分重视。

  谐波和无功电流是造成当前电网污染的两个主要表现形式，但它们二者之前存在着密切的联系，导致谐波治理与无功补偿技术间也联系紧密，这种密切的关系可以表现为以下三点：（1）如果电网中含有谐波，则无功功率的定义和谐波之间有着密切的联系，谐波在其本身造成影响的同时，也会对负载以及电网的无功功率产生一定的影响；（2）经过实践研究之后发现，当前电网中的各种主要谐波源的功率因数都较低，它们本身就要消耗大量的无功功率，谐波的产生与无功功率的消耗往往是在同一个设备上伴随发生；（3）因为谐波产生和无功功率消耗之间的密切联系，使得很多设备在抑制谐波的同时也能起到对无功功率补偿的作用，如无源滤波器（Passivefilter）、有源电力滤波器（ActivePowerFilter，APF）等等。此外，高功率因数整流器不仅能抑制谐波，还能大大的提升功率因数。

  基于动态消谐无功补偿技术的谐波治理主要是通过采用动态消谐无功补偿器来实现，而动态消谐无功补偿器则主要由主控单元、检测单元、投切执行单元和调谐电容器组成。其中，检测单元主要负责对电力系统中的电压值和电流值进行实时检测，并根据检测结果对系统所需的谐波成分、无功功率、电流以及电压的有效值等控制参量进行计算；主控单元负责根据检测结果进行逻辑判断，并根据判断结论向投切执行单元发出相应的控制指令；投切执行单元则根据主控单元发来的控制指令来对调谐电容器的投切加以控制；调谐电容器内含电抗器，它能轻松实现对负载无功功率的动态跟踪补偿。在动态消谐无功补偿器中，主控单元通过使用先进的零过度过程能轻松实现对调谐电容器的瞬时投入和切出，整个投切过程无暂态扰动，从而有效地确保了无功补偿的动态实时性。此外，采用动态消谐无功补偿器还可以有很大成效避免涌流冲击和操作过电压的出现，从而大大降低了投切过程对晶闸管和电容器的电应力冲击。

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