電能質(zhì)量?jī)?yōu)化技術(shù)與無功補(bǔ)償技術(shù)

第一部分電力系統(tǒng)無功及相關(guān)問題電能質(zhì)量?jī)?yōu)化控制與節(jié)能技術(shù)高級(jí)培訓(xùn)班7/23/20231“傳統(tǒng)的”無功概念與問題（正弦波環(huán)境）無功的基波概念儲(chǔ)能元件（線性元件）能量的存儲(chǔ)與釋放功率因數(shù)和功率因數(shù)角無功補(bǔ)償?shù)囊饬x分層與分區(qū)補(bǔ)償.7/23/20232儲(chǔ)能元件能量的存儲(chǔ)與釋放功率因數(shù)和功率因數(shù)角無功補(bǔ)償?shù)囊饬x分層與分區(qū)補(bǔ)償電流的滯后與超前負(fù)載上的（瞬時(shí)）負(fù)功率“傳統(tǒng)的”無功概念與問題（正弦波環(huán)境）無功的基波概念7/23/20233儲(chǔ)能元件能量的存儲(chǔ)與釋放功率因數(shù)和功率因數(shù)角無功補(bǔ)償?shù)囊饬x分層與分區(qū)補(bǔ)償減小線損（減少輸電代價(jià)）改善電壓質(zhì)量提高輸電能力改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性“傳統(tǒng)的”無功概念與問題（正弦波環(huán)境）無功的基波概念7/23/20234儲(chǔ)能元件能量的存儲(chǔ)與釋放功率因數(shù)和功率因數(shù)角無功補(bǔ)償?shù)囊饬x分層與分區(qū)補(bǔ)償合理性可行性“傳統(tǒng)的”無功概念與問題（正弦波環(huán)境）無功的基波概念7/23/20235“傳統(tǒng)的”無功概念與問題（正弦波環(huán)境）輸電穩(wěn)定性的考慮為了提高穩(wěn)定性送端電壓應(yīng)較高要限制發(fā)電機(jī)進(jìn)相或高功率因數(shù)運(yùn)行無功的基波概念7/23/20236無功補(bǔ)償與電壓質(zhì)量無功與電壓沖擊型無功負(fù)荷與電壓波動(dòng)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)囊饬x與可行性動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償與系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性無功的基波概念7/23/20237有關(guān)無功問題的共識(shí)有功可遠(yuǎn)距離輸送，無功應(yīng)盡可能就近補(bǔ)償大的無功功率不平衡會(huì)造成電壓崩潰受電側(cè)不僅需要電廠，還需要足夠的無功支撐主要負(fù)荷點(diǎn)電壓低至70％～80％，就有可能發(fā)生電壓崩潰無功的基波概念7/23/20238未來大負(fù)荷中心區(qū)的設(shè)想遠(yuǎn)距發(fā)端負(fù)荷中心動(dòng)補(bǔ)遠(yuǎn)距發(fā)端遠(yuǎn)距發(fā)端動(dòng)補(bǔ)串補(bǔ)動(dòng)補(bǔ)遠(yuǎn)郊電廠遠(yuǎn)郊電廠環(huán)形強(qiáng)受電網(wǎng)低頻低壓減載接在系統(tǒng)振蕩中心附近，提高送電極限接在覆蓋大量電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的較低的電壓側(cè)DVRAPF儲(chǔ)能分布電源實(shí)行分時(shí)分質(zhì)電價(jià)無功的基波概念7/23/20239無功功率與電壓無功的基波概念7/23/202310無功功率與電壓公共連接點(diǎn)短路容量無功的基波概念7/23/202311電壓?jiǎn)栴}的表現(xiàn)形式與補(bǔ)償方式電壓偏差（過電壓與欠電壓）電壓暫降與暫升電壓波動(dòng)與閃變暫時(shí)過電壓與瞬態(tài)過電壓三相電壓不對(duì)稱.無功的基波概念7/23/202312電壓?jiǎn)栴}的表現(xiàn)形式與補(bǔ)償方式電壓偏差（過電壓與欠電壓）電壓暫降與暫升電壓波動(dòng)與閃變暫時(shí)過電壓與瞬態(tài)過電壓三相電壓不對(duì)稱常規(guī)無功補(bǔ)償（FC）VQC無功的基波概念7/23/202313電壓偏差（過電壓與欠電壓）

電壓暫降與暫升電壓波動(dòng)與閃變暫時(shí)過電壓與瞬態(tài)過電壓三相電壓不對(duì)稱動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償（SVC，SVG）動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器（DVR）電壓?jiǎn)栴}的表現(xiàn)形式與補(bǔ)償方式無功的基波概念7/23/202314電壓偏差（過電壓與欠電壓）

電壓暫降與暫升電壓波動(dòng)與閃變暫時(shí)過電壓與瞬態(tài)過電壓三相電壓不對(duì)稱動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償（SVC，SVG）電壓?jiǎn)栴}的表現(xiàn)形式與補(bǔ)償方式無功的基波概念7/23/202315電壓偏差（過電壓與欠電壓）

電壓暫降與暫升電壓波動(dòng)與閃變暫時(shí)過電壓與瞬態(tài)過電壓三相電壓不對(duì)稱避雷設(shè)備限流措施消諧措施電壓?jiǎn)栴}的表現(xiàn)形式與補(bǔ)償方式無功的基波概念7/23/202316電壓偏差（過電壓與欠電壓）

電壓暫降與暫升電壓波動(dòng)與閃變暫時(shí)過電壓與瞬態(tài)過電壓三相電壓不對(duì)稱優(yōu)化電路結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償（分相控制）新型補(bǔ)償裝置（RPC：RailwayStaticPowerConditioner

）電壓?jiǎn)栴}的表現(xiàn)形式與補(bǔ)償方式無功的基波概念7/23/202317容量配置安裝地點(diǎn)投切控制（VQC）與動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的配合諧波放大問題對(duì)各種補(bǔ)償方式的要求：FC無功的基波概念7/23/202318對(duì)各種補(bǔ)償方式的要求：動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償補(bǔ)償裝置類型選擇安裝地點(diǎn)響應(yīng)速度，控制策略與FC的配合三相共補(bǔ)vs.分相補(bǔ)償無功的基波概念7/23/202319動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)囊饬x在較弱的電力系統(tǒng)中維持穩(wěn)定的電壓降低輸電損耗增加輸電容量增加瞬態(tài)穩(wěn)定極限對(duì)功率振蕩起阻尼作用改進(jìn)電壓控制及穩(wěn)定性無功的基波概念7/23/202320非正弦環(huán)境下的無功問題無功概念的擴(kuò)展非正弦環(huán)境下的功率定義有功功率與無功功率的物理意義各種功率分析方法的適用場(chǎng)合與缺陷與“傳統(tǒng)的”無功分析方法的異同7/23/202321更完善的無功功率定義與理論物理意義明確且“向前兼容”有利于對(duì)諧波源和無功的辨識(shí)和分析有利于為諧波抑制和無功補(bǔ)償提供理論指導(dǎo)便于測(cè)量和計(jì)量無功概念的擴(kuò)展7/23/202322有功功率：具有明確的物理意義瞬時(shí)功率的平均值電能與其他形式的能量轉(zhuǎn)換速率的度量只有同頻率的電壓、電流才可能產(chǎn)生有功功率傳輸同量的有功功率的“代價(jià)”（線損）可能不同無功概念的擴(kuò)展7/23/202323無功功率：物理意義可能難以明確傳統(tǒng)定義：儲(chǔ)能元件與電源間能量交換速率的度量非正弦情況下無功功率概念的困惑與傳輸有功功率所需“代價(jià)”有關(guān)的概念廣義的無功功率概念：相移、諧波、不平衡三相系統(tǒng)與單相系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別（相間轉(zhuǎn)移無功）非正弦情況下無功補(bǔ)償手段的多樣性無功概念的擴(kuò)展7/23/202324無功功率：物理意義（傳統(tǒng)的）無功概念的擴(kuò)展伴隨著能量的存儲(chǔ)與交換7/23/202325非正弦情況下的無功功率無功概念的擴(kuò)展7/23/202326非正弦情況下的無功功率負(fù)載中無任何儲(chǔ)能元件滯后的基波電流無功補(bǔ)償可以減小傳輸損耗諧波抑制可以進(jìn)一步減小傳輸損耗無功概念的擴(kuò)展7/23/202327電力電子裝置的功率因數(shù)：阻感負(fù)載（單相）無功概念的擴(kuò)展7/23/202328電力電子裝置的功率因數(shù)：阻感負(fù)載（單相）無功概念的擴(kuò)展7/23/202329電力電子裝置的功率因數(shù)：阻感負(fù)載（單相）無功概念的擴(kuò)展7/23/202330電力電子裝置的功率因數(shù)：阻感負(fù)載（三相）無功概念的擴(kuò)展7/23/202331電力電子裝置的功率因數(shù)：阻感負(fù)載（三相）無功概念的擴(kuò)展7/23/202332電力電子裝置的功率因數(shù)：阻感負(fù)載（三相）無功概念的擴(kuò)展7/23/202333電力電子裝置的功率因數(shù)：阻感負(fù)載（三相）無功概念的擴(kuò)展7/23/202334電力電子裝置的功率因數(shù)：阻感負(fù)載（多相）雙橋12脈動(dòng)：無功概念的擴(kuò)展7/23/202335電力電子裝置的功率因數(shù)：阻感負(fù)載（多相）雙橋12脈動(dòng)：無功概念的擴(kuò)展7/23/202336電力電子裝置的功率因數(shù)：考慮換相過程無功概念的擴(kuò)展7/23/202337電力電子裝置的功率因數(shù)：考慮換相過程無功概念的擴(kuò)展7/23/202338電力電子裝置的無功補(bǔ)償（阻感負(fù)載）相移功率因數(shù)往往是影響總功率因數(shù)的主要因素相移功率因數(shù)并不與儲(chǔ)能元件直接相關(guān)采用傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償方法仍然有效傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償方法無法解決畸變無功問題在很多場(chǎng)合諧波問題也必須解決無功概念的擴(kuò)展7/23/202339電力電子裝置的功率因數(shù)：大電容負(fù)載無功概念的擴(kuò)展7/23/202340電力電子裝置的功率因數(shù)：大電容負(fù)載無功概念的擴(kuò)展7/23/202341電力電子裝置的功率因數(shù)：大電容負(fù)載無功概念的擴(kuò)展7/23/202342電力電子裝置的功率因數(shù)：大電容負(fù)載交流電流畸變是影響總功率因數(shù)的主要因素大電容濾波負(fù)載的功率因數(shù)有可能是略超前的采用傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償方法基本無效需要通過抑制交流電流諧波來提高功率因數(shù)解決方案：功率因數(shù)校正電路無功概念的擴(kuò)展7/23/202343三相系統(tǒng)與單相系統(tǒng)的無功功率三相不僅僅是三個(gè)單相的疊加各相的“個(gè)體”與三相的“整體”相間轉(zhuǎn)移無功與系統(tǒng)－負(fù)荷交換無功無儲(chǔ)能元件無功補(bǔ)償裝置的理論可行性無功概念的擴(kuò)展7/23/202344單相系統(tǒng)的瞬時(shí)功率與有功功率有功功率深入的無功分析7/23/202345單相系統(tǒng)的瞬時(shí)功率與有功功率深入的無功分析7/23/202346單相系統(tǒng)的瞬時(shí)功率與有功功率PartI電阻性功率PartII電抗性功率有功功率無功功率深入的無功分析7/23/202347單相系統(tǒng)的瞬時(shí)有功電流與瞬時(shí)無功電流瞬時(shí)有功電流瞬時(shí)無功電流深入的無功分析7/23/202348單相系統(tǒng)的等值電路有功功率（電阻性功率）無功功率（電抗性功率）深入的無功分析7/23/202349單相系統(tǒng)的瞬時(shí)功率與有功功率深入的無功分析7/23/202350三相系統(tǒng)的瞬時(shí)功率與有功功率深入的無功分析7/23/202351電力系統(tǒng)電壓為正弦波情況下的無功分析與實(shí)際情況比較接近簡(jiǎn)化分析又不失結(jié)果的本質(zhì)廣義的無功：諧波廣義的無功：不平衡深入的無功分析7/23/202352畸變無功功率有功分量基波無功分量畸變無功分量深入的無功分析7/23/202353畸變無功功率與線損成正比與傳輸?shù)挠泄Τ烧壬钊氲臒o功分析7/23/202354功率因數(shù)畸變功率因數(shù)相移功率因數(shù)總功率因數(shù)深入的無功分析7/23/202355瞬時(shí)功率理論：坐標(biāo)變換電壓：ABCab電流：ABC

ab深入的無功分析7/23/202356瞬時(shí)功率理論：定義電壓：ABCab電流：ABC

ab瞬時(shí)功率瞬時(shí)實(shí)功率（瞬時(shí)功率）瞬時(shí)虛功率深入的無功分析7/23/202357瞬時(shí)功率理論：分解直流分量低頻分量高頻分量深入的無功分析7/23/202358瞬時(shí)功率理論：補(bǔ)償量的計(jì)算僅補(bǔ)償相間轉(zhuǎn)移無功（ab坐標(biāo)下）僅補(bǔ)償相間轉(zhuǎn)移無功（ABC坐標(biāo)下）深入的無功分析7/23/202359瞬時(shí)功率理論：其他形式深入的無功分析7/23/202360瞬時(shí)功率理論：分解相間轉(zhuǎn)移無功