電能質(zhì)量_課件

1、）電能質(zhì)量供電質(zhì)量電壓質(zhì)量供電可靠性 ） 配電網(wǎng)中非線性負(fù)荷對電網(wǎng)的電能質(zhì)量構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅；配電網(wǎng)中如計(jì)算機(jī)等用電設(shè)備對系統(tǒng)干擾更加敏感，它們對電能質(zhì)量提出了高可靠性和高可控性的要求暫態(tài)電能質(zhì)量的概念及特征 暫態(tài)電能質(zhì)量問題主要包括脈沖型的暫態(tài)電能質(zhì)量問題和振蕩型的暫態(tài)電能質(zhì)量問題 1）脈沖型暫態(tài)電能質(zhì)量問題 電壓、電流或兩者在穩(wěn)態(tài)情況下發(fā)展突然、非工頻且單方向（正或負(fù)極性）性質(zhì)的變化，例如雷擊電流脈沖暫態(tài)過程造成的電能質(zhì)量問題。 2）振蕩型暫態(tài)電能質(zhì)量問題 電壓、電流或兩者在穩(wěn)態(tài)情況下發(fā)生突然、非工頻且正級性和負(fù)極性兩方面的變化 電壓暫降（Voltage Sags） 電壓暫升（Voltag

2、e Swell） 電壓中斷（Voltage Interruptions） 電壓缺口（Voltage Notches） 電壓尖峰（ Voltage Spikes) 短時(shí)諧波( Short-Duration Harmonics ) 振蕩暫態(tài)( Oscillatory Transients ) 電壓波動（Voltage Fluctuations） 在工頻情況下電壓或電流的有效值效降低至0.9p.u0.1p.u，且持續(xù)時(shí)間在0.5 個(gè)周波到1min2、產(chǎn)生原因 系統(tǒng)故障、啟動重負(fù)荷或大容量的電動機(jī)3、分 類 電壓驟降按持續(xù)時(shí)間可以分為瞬時(shí)、即時(shí)和暫時(shí)，其三個(gè)特征量是幅值變化、持續(xù)時(shí)間與相位移動電壓暫升

3、電壓暫升 1、概念 在工頻情況下電壓或電流的有效值升高至1.1p.u1.8p.u.，且持續(xù)時(shí)間在0.5 個(gè)周波到1min。2、影響因素 系統(tǒng)故障（例如單相對地故障情況下的非故障相電壓）、或?qū)Υ笕萘侩娙萜鞒潆姟?1、概念 供電電壓或負(fù)荷電流降低到0.1p.u以下，且持續(xù)時(shí)間不超過1min。 2、產(chǎn)生原因 系統(tǒng)故障、設(shè)備故障、控制誤動、電壓驟降發(fā)展成中斷（如變電所重合閘）。電壓缺口電壓缺口 1、概念 持續(xù)時(shí)間小于0.5個(gè)周期的周期性電壓擾動。2、產(chǎn)生原因、產(chǎn)生原因 主要是電力電子裝置由一相換至另一相時(shí)，參與換相的電路瞬時(shí)短路造成的。2、產(chǎn)生原因 主要是電力電子裝置由一相換至另一相時(shí)，參與換相的電路

4、瞬時(shí)短路造成的。短時(shí)諧波短時(shí)諧波 1、概念 諧波是指含有基頻整數(shù)倍頻率分量的正弦電壓，短時(shí)諧波持續(xù)時(shí)間在幾個(gè)周期到1 min之間，一般頻率和幅值保持不變。 2、產(chǎn)生原因 通常是由整流器等電力電子設(shè)備以及具有非線性特性的用電負(fù)荷引起的 復(fù)合擾動復(fù)合擾動4.3基于基于D- FACTS 技術(shù)的改善方法技術(shù)的改善方法 D- FACTS 技術(shù)，即配電網(wǎng)中的FACTS 技術(shù)，亦稱為用戶電力技術(shù)（簡稱CP 技術(shù)），其核心是電力電子、微處理及控制技術(shù)在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，是提高綜合暫態(tài)電能質(zhì)量的一種經(jīng)濟(jì)、有效的方法。 該技術(shù)以IGBT、IGCT 等器件為基礎(chǔ)的三相電壓源是各種CP 控制器的主要組成部分，具有更快

5、的開關(guān)頻率，因此具有很快的響應(yīng)特性，可完美地解決暫態(tài)電能質(zhì)量問題。動態(tài)電壓恢復(fù)器 1、原理 動態(tài)電壓調(diào)節(jié)器（DVR）是串聯(lián)在線路上的，DVR 通過串聯(lián)變壓器在饋線上以電壓疊加的方式注入配電系統(tǒng)，用于消除對負(fù)荷側(cè)的不利影響。DVR 使用低耗的IGBT 或IGCT 等固態(tài)可關(guān)斷器件，其示意圖如下。 當(dāng)系統(tǒng)電壓出現(xiàn)突然下降（或上升）時(shí)，DVR能快速反應(yīng)，通過串聯(lián)變壓器向系統(tǒng)注入3 個(gè)與系統(tǒng)同頻的單向交流電壓分量，其幅值為正常電壓與故障電壓之差4.3.2 靜止無功發(fā)生器（D-STATCOM） 采用GTO（或IGBT、IGCT）構(gòu)成的自換相變流器，它把逆變器電路看成是一個(gè)產(chǎn)生基波和諧波電壓的交流電壓源，

6、控制補(bǔ)償器基波電壓大小與相位可改變基波無功電流的大小與相位。當(dāng)逆變器基波電壓比交流電源電壓高時(shí)，逆變器就會產(chǎn)生一個(gè)超前（容性）無功電流。反之，當(dāng)逆變器基波電壓比交電源電壓低時(shí)，則會產(chǎn)生一個(gè)滯后（感性）無功電流，故俗稱其為“無功發(fā)生器”（SVG）。 調(diào)節(jié)電壓和系統(tǒng)功率因素，用于動態(tài)非線性負(fù)載，如電弧爐等 除了對電壓波動與電壓閃變有明顯的抑制效果外，其對電壓暫降、驟升與電壓中斷均具有良好的補(bǔ)償作用。4.3.3固態(tài)斷路器（固態(tài)斷路器（SSCB） 利用了晶閘管動作速度快和無觸點(diǎn)的特 點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)組合開關(guān)的快速無電弧投切。在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)通過 程中，它又充分利用了電氣觸點(diǎn)接觸電阻 小的優(yōu)點(diǎn)，不僅提高了效率，而且省去

7、了 復(fù)雜的散熱裝置。2、適用場合 可有效抑制電網(wǎng)電壓的跌落和大故障電 流帶來的一系列危險(xiǎn)后果 用GTO 清除非常大的故障電流是不經(jīng)濟(jì)的，所以，SSCB 在配電系統(tǒng)中的配置需要與常規(guī)的機(jī)械斷路配合使用，以節(jié)約投資。 SSCB示意圖4.3.4統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器（UPQC）UPQC 的主電路由一串聯(lián)逆變器和一并聯(lián)逆變器組成，兩者通過電容耦合，并聯(lián)逆變器采用PWM電流控制技術(shù)，進(jìn)行非線性負(fù)載諧波電流及無功補(bǔ)償，并起調(diào)節(jié)電容直流電壓作用。串聯(lián)逆變器采用PWM電壓控制技術(shù)，通過控制其輸出電壓達(dá)到抑制電源電壓諧波，減少電源電壓波動對敏感負(fù)荷的影響。該裝置綜合了串聯(lián)和并聯(lián)補(bǔ)償器的優(yōu)點(diǎn)，是一種綜合電能質(zhì)量補(bǔ)償器，能解決絕大多數(shù)的短時(shí)與暫態(tài)電能質(zhì)量問題。超導(dǎo)磁能（SMES）1、原理 將電網(wǎng)交流電源轉(zhuǎn)換成直流后，利用超導(dǎo)線圈以磁能的形式儲存起來，在需要時(shí)，再將儲存的磁能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芩突仉娋W(wǎng)，其返 回 效 率 極 高 ， 可 達(dá) 9 0 % 9 5 % 。2、特點(diǎn) SMES 通過大功率電力電子設(shè)備和電網(wǎng)連接，響應(yīng)速度極快，能適應(yīng)高電能質(zhì)量的要求。3、適用場合 SMES 可分為大型、中型和小型三類，用于改善電能質(zhì)量的主要是小型SMES，其容量為0.510MJ，主要功能是抑制閃變、電壓驟降和瞬時(shí)斷電保護(hù)。 除以上方法外，也可配備在線或離線不間斷 電源（UPS）來抑制電壓中斷與電壓暫降。 1）當(dāng)U