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文檔簡介
1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上利用matlab仿真對電力系統(tǒng)諧波治理摘要:隨著國民經(jīng)濟和科學技術(shù)的蓬勃發(fā)展,冶金、化學等現(xiàn)代化大工業(yè)和電氣化鐵路的發(fā)展,電網(wǎng)負荷加大,電力系統(tǒng)中的非線性負荷(硅整流設(shè)備、電解設(shè)備、電力機車)及沖擊性、波動性負荷(電弧爐、軋鋼機、電力機車運行)使得電網(wǎng)發(fā)生波形畸變(諧波)、電壓波動、閃變、三相不平衡,非對稱性(負序)和負荷波動性日趨嚴重。電能質(zhì)量的下降嚴重地影響了供用電設(shè)備的安全、經(jīng)濟運行,降低了人民的生活質(zhì)量。所以在世界各國都十分重視電能質(zhì)量的管理。引言新興負荷的出現(xiàn)對電能質(zhì)量的要求更高電能質(zhì)量問題逐漸引起普遍重視,主要原因如下:(1)大量基于計算機的控制設(shè)備和電子
2、裝置投入使用,其性能對電壓質(zhì)量非常敏感。(2)調(diào)速電機和無功補償裝置,導致系統(tǒng)諧波水平不斷上升,從而對電力系統(tǒng)的容量和安全運行產(chǎn)生影響。(3)電力用戶不斷增長的電能質(zhì)量意識迫使電力公司提高供電質(zhì)量,設(shè)法解決諸如電壓中斷,電壓跌落和開關(guān)暫態(tài)等電能質(zhì)量問題。衡量電能質(zhì)量的主要指標是電網(wǎng)頻率和電壓質(zhì)量。頻率質(zhì)量指標為頻率允許偏差;電壓質(zhì)量指標包括允許電壓偏差、允許波形畸變率(諧波)、三相電壓允許不平衡度以及允許電壓波動和閃變。國家技術(shù)監(jiān)督局已公布了上述電能質(zhì)量的五個國家標準。電能質(zhì)量的具體指標。1電網(wǎng)頻率我國電力系統(tǒng)的標稱頻率為50Hz,GBT15945-1995電能質(zhì)量一電力系統(tǒng)頻率允許偏差中規(guī)定
3、:電力系統(tǒng)正常頻率偏差允許值為0.2Hz,當系統(tǒng)容量較小時,偏差值可放寬到0.5Hz,標準中沒有說明系統(tǒng)容量大小的界限。在全國供用電規(guī)則中規(guī)定供電局供電頻率的允許偏差:電網(wǎng)容量在300萬千瓦及以上者為0.2HZ;電網(wǎng)容量在300萬千瓦以下者,為0.5HZ。實際運行中,從全國各大電力系統(tǒng)運行看都保持在不大于0.1HZ范圍內(nèi)。2電壓偏差GBl232590電能質(zhì)量一供電電壓允許偏差中規(guī)定:35kV及以上供電電壓正負偏差的絕對值之和不超過額定電壓的10;10kV及以下三相供電電壓允許偏差為額定電壓的土7;220V單相供電電壓允許偏差為額定電壓的 710。標準中供電電壓為供電部門與用戶產(chǎn)權(quán)分界處的電壓或
4、由供用電協(xié)議所規(guī)定的電能計量點的電壓。確定允許電壓偏差是一個綜合的技術(shù)經(jīng)濟問題,允許的電壓偏差小,有利于用電設(shè)備的安全、經(jīng)濟運行,但為此要在電網(wǎng)中增添更多的無功電源和調(diào)壓設(shè)備,需要更多的投入。反過來如果擴大用電設(shè)備對電壓的適應(yīng)范圍,提高設(shè)備在這方面的性能,往往也要增加設(shè)備投資。綜合國外標準和我國國情制定的供電電壓允許偏差的國家標準,能滿足絕大部分用電設(shè)備的運行要求。3三相電壓不平衡GBT15543-1995電能質(zhì)量一三相電壓允許不平衡度中規(guī)定:電力系統(tǒng)公共連接點正常電壓不平衡度允許值為2,短時不得超過4。標準還規(guī)定對每個用戶電壓不平衡度的一般限值為1.3。但是國標規(guī)定的三相電壓不平衡度的允許值
5、及計算、測量和取值方法只適用于電力系統(tǒng)正常運行方式下在電網(wǎng)公共連接點由負序分量引起的電壓不平衡。因此故障方式引起的不平衡(例如單相接地、兩相短路故障等)和零序分量引起的不平衡均不在考慮之列。由于電網(wǎng)中較嚴重的不平衡往往是由于單相或三相不平衡負荷所引起的,因此標準衡量點選在電網(wǎng)的公共連接點,以便在保證其它用戶正常用電的基礎(chǔ)上,給干擾源用戶以最大的限值。值得注意的是國標在確定三相電壓不平衡度指標時用95概率作為衡量值。也就是說,標準中規(guī)定的正常電壓不平衡度允許值2是在測量時間95內(nèi)的限值,而剩余5時間可以超過2,過大的非正常值時間雖短,也會對電網(wǎng)和用電設(shè)備造成有害的干擾,特別是對有負序起動元件的快
6、速動作的繼電保護和自動裝置,容易引起誤動。因此標準中對最大的允許值作了不得大于4的規(guī)定。4公用電網(wǎng)諧波GBT14549-93電能質(zhì)量-公用電網(wǎng)諧波中規(guī)定:6220kV各級公用電網(wǎng)電壓(相電壓)總諧波畸變率是0.38kV為5.0,610kV為4.0,3566kV為3.0,110kV為2.0;用戶注入電網(wǎng)的諧波電流允許值應(yīng)保證各級電網(wǎng)諧波電壓在限值范圍內(nèi),所以國標規(guī)定各級電網(wǎng)諧波源產(chǎn)生的電壓總諧波畸變率是:0.38kV為2.6,610kV為2.2,3566kV為1.9,110kV為1.5。對220kV電網(wǎng)及其供電的電力用戶參照本標準110kV執(zhí)行。5波動和閃變GBl2326-如電能質(zhì)量一電壓允許波
7、動和閃變中規(guī)定:在公共供電點的電壓波動允許值:10kV及以下為2.5,35110kV為2,220kV及以上為1.6。電壓閃變值主要是表征人眼對燈閃主觀感覺的參數(shù)。國標推薦的閃變干擾的允許值,對照明要求較高的白熾燈負荷為0.4,對一般性照明負荷為0.6影響電能質(zhì)量的原因各種各樣,大體可以分為:(1)內(nèi)因。系統(tǒng)本身接有電弧爐、整流器、單相負荷、大功率電動機等干擾性負荷。這些負荷對電網(wǎng)產(chǎn)生負面影響,如諧波、無功沖擊、負序等,而且這些負面影響可能通過公共連接點(PCC)波及其它終端用戶。因此,系統(tǒng)中必須安裝相關(guān)裝置,以及時緩解這些問題,而且還應(yīng)根據(jù)電能質(zhì)量評估體系,利用經(jīng)濟杠桿約束此類用戶對電能質(zhì)量的
8、影響。(2)外因。雷電、外力破壞、樹枝影響、配電設(shè)備故障、電容器投切、線路切換等都可能干擾系統(tǒng),造成斷電或電壓變動,甚至影響到相鄰線路,導致有害影響蔓延?,F(xiàn)在采取的措施,一是減少故障發(fā)生的次數(shù)和改變排除故障的方式,目前配電系統(tǒng)中的線路主保護是電流保護,該保護最大的缺陷是線路中相當大部分區(qū)域上的故障不能無時延地予以切除,此外即使無時延保護,從檢測出故障到斷路器開斷故障,最快也需要36 個周波。若是永久性故障, 多次重合閘則導致電壓的不斷波動。二是降低裝置對電能質(zhì)量問題的敏感性,主要是用戶側(cè)在敏感負荷或關(guān)鍵負荷處安裝補償裝置,這種方法對單個負荷可有直接和明顯的效果,但是受限于補償裝置的容量和價格,
9、應(yīng)用范圍也受到限制。電能質(zhì)量分析方法時域仿真方法在電能質(zhì)量分析中的應(yīng)用最為廣泛,其最主要的用途是利用各種時域仿真程序?qū)﹄娔苜|(zhì)量問題中的各種暫態(tài)現(xiàn)象進行研究。目前較通用的時域仿真程序有EMTP,EMTDC,NETOMAC等系統(tǒng)暫態(tài)仿真程序和SPICE,PSPICE,SABER等電力電子仿真程序。采用時域仿真計算的缺點是仿真步長的選取決定了可模仿的最大頻率范圍。因此必須事先知道暫態(tài)過程的頻率覆蓋范圍。此外,在模仿開關(guān)的開合過程時,還會引起數(shù)值振蕩。本次采用的是利用matlab中的sumlink對電力系統(tǒng)中諧波源仿真與治理以三次諧波為例:1.各元件的圖標及參數(shù):交流電壓源:幅值311 頻率 50hz 諧波源:幅值100A 頻率150hz 產(chǎn)生3次諧波RL并聯(lián)支路:充當輸電線路諧波過濾器:L=1.1e-3 H, C=1e-3F 負載:額定電壓220V 50hz測量儀器:示波器 電壓電流表2.利用上述器件及所學電路知識搭建如下電路:治理諧波前:示波器顯示觀察可知此時負載側(cè)電壓已經(jīng)被三次諧波干擾專心
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