低壓配電網(wǎng)諧波分析與治理關鍵技術研究

中國汽車工業(yè)工程有限公司 徐建偉

低壓配電網(wǎng)諧波分析與治理關鍵技術研究

中國汽車工業(yè)工程有限公司 徐建偉

電氣設備的發(fā)展以及應用已經(jīng)離不開電力電子技術，其中值得我們注意的是電力電子設備它已經(jīng)黑我們的供電網(wǎng)絡帶來了極為嚴重的污染以及破壞，甚至是諧波已經(jīng)受到了嚴重的影響，給我們供電網(wǎng)絡的設備造成了極為嚴重的影響，諧波受損，就會使得電能使用率下降，運行速度降低，用電的設備也會受到嚴重的制約。所以說現(xiàn)在諧波的問題要引起我們極大的重視。然而想從根本上解決這諧波污染的問題，必須首先要找到諧波的源頭。為此，如何正確地判定各諧波源的位置及準確地量化區(qū)分各自的諧波責任，并以此作為諧波潮流計算及來用經(jīng)濟手段懲罰諧波污染超標用戶的基礎，成了諧波問題的分析和綜合治理領域中的首要問題。

低壓；配電網(wǎng)；諧波；治理

1 引言

電力工程中最為重要的一部分就是電網(wǎng)，它不論是在人們的用電過程中，還是在輸電或者是配電過程中都是非常重要的，而其中的配電工程更是有節(jié)省能源降低損耗的一大功能，是非常必要的，它的等級范圍也是不同的，可是如今諧波受到的打擊非常的嚴重，已經(jīng)被人們所關注，而且脅逼與配電網(wǎng)又是同意品級的，諧波一旦出現(xiàn)什么問題，對配電網(wǎng)的影響可想而知，所以要對諧波產生的損耗追根究底就是更為嚴峻的一件事情了。

2 配電網(wǎng)諧波損耗的數(shù)學模型

電力設備自身的損耗搓成是包括兩方面的，也就是說有基波損耗以及諧波損耗這兩大類，而且葛洪設備的損耗程度都是不一樣的，其中基波的損耗要比諧波的損耗低好幾倍好要多。也就是說設備不同，所表現(xiàn)出來的數(shù)值以及自身的含義都是不一樣的，這是不盡相同的。我們從電力設備的角度來看，其中會出現(xiàn)的網(wǎng)絡諧波她的損耗主要就是體現(xiàn)在配電網(wǎng)上面，而它的損耗系數(shù)也是研究的主要內容之一，這是恩不能夠忽略的。

3 諧波的概述

諧波是電能質量中最重要的問題，對電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟、有效的運行有很大的影響。諧波的來源主要就是電源、輸配電系統(tǒng)、變流裝置以及負荷等。在微電網(wǎng)中，整流逆變器、變頻器以及其他電力電子裝置等現(xiàn)代電子技術的大量應用，都會伴隨著不少的諧波出現(xiàn)，諧波出現(xiàn)之后，就會進入到電網(wǎng)之中，這樣電網(wǎng)中的電流以及電壓或者是其中的波形都會發(fā)生不同的變化。并且，微電網(wǎng)中的電子元件也會因為諧波產生附加熱效應，使電能質量降低，影響電網(wǎng)中的用電設備安全、有效、經(jīng)濟的運行；局部電網(wǎng)也會因為諧波問題出現(xiàn)諧波諧振問題，增加諧波的含有率，嚴重的情況甚至會把設備損壞；其中自動裝置以及繼電保護的裝置也會出現(xiàn)很多的問題需要我們解決，一旦它們出現(xiàn)問題，就會使得電能的計算以及測量非常不準，導致其中的數(shù)據(jù)異常，無法提供有效地參考數(shù)值。其中對于微電網(wǎng)的外面一部分來說，諧波也會干擾附近的通信系統(tǒng)使通訊質量下降，會產生一定的噪聲污染，如果干擾嚴重，甚至會使信息丟失，通信系統(tǒng)癱瘓。

4 諧波源辨識的分析方法

4.1 諧波源定位方法

諧波源定位是指通過檢測用戶與系統(tǒng)的PCC點的數(shù)據(jù)，定性地分析用戶側與系統(tǒng)側對PCC點的諧波會產生異常的大小有所影響；一旦使用者的影響大于對PCC，這就表明主諧波源食雜影虎那一面的，反之則認為系統(tǒng)側為主諧波源?；诂F(xiàn)在的情況，我們可以知道，諧波源是可以有兩種辦法的，一種韓國就是有諧波阻抗的諧波源，還有一種就是功率潮流的判斷方法，這是需要我們明確的，不能忽略的一個方面。

4.2 諧波發(fā)射水平估計

在電力系統(tǒng)中往往是存在背景諧波，電網(wǎng)中的任何一個關注PCC節(jié)點的諧波電壓與諧波電流是當前用戶及系統(tǒng)其它的諧波源一起作用的結果，各個諧波源之間會相互作用及影響，所以，我們需要知道稀薄的含量在用戶的數(shù)值到底是多少，一定要準確的知道其中的數(shù)值，不能丟之棄之。

又由于系統(tǒng)的電流與電壓都有矢量性，某些諧波源的諧波電流及電壓在PCC處可能是互相抵消的，從而它們產生的諧波降低了PCC處的諧波水平。這也即是說，諧波源所要承擔的諧波污染責任不一定等于它產生的諧波，它產生的部分諧波可能與其它諧波源產生的諧波相互抵消而不用承擔責任。

5 諧波的抑制措施以及關鍵技術

5.1 無源濾波器

這種濾波裝置結構比較簡單，由簡單的電容電感和電阻元件組裝而成，所以又稱為L、C濾波器。其工作原理主要是依靠其L、C元件產生諧振，當諧振所產生的諧波與電網(wǎng)內諧波分量相等時候，就能濾除相應頻率的諧波分量。這種濾波器一般裝設在負載設備的端部。構成諧振回路其優(yōu)點是：投資較小、維護相對便捷、結構簡易等。作為當前很流行的濾波裝置其還能起到無功補償?shù)淖饔?。但其自身也存在不足之處?/p>

我們可以肯定的就是系統(tǒng)的阻抗是與諧波產生的效果有關聯(lián)的，可是需要注意的就是一旦遇到低頻率或者是大幅度的諧波，阻抗就會失去其自身的作用，而且它們所在的環(huán)境也是能夠影響到裝置的效率，需要我們特別關注。

5.2 有源濾波器(APF)

有源濾波器的工作原理就是利用其自身結構對電網(wǎng)中的諧波分量進行補償。這種補償就是產生同樣幅值但是相位卻相反的諧波分量，與原有的諧波的分量一旦加到一起之后，就會有很多的分量會在其中被消除，這是與我們的無源諧波器有很大的區(qū)分，它是不會受到參數(shù)特性的影響，而且其中的有源濾波器可以通過對于電網(wǎng)中各次諧波的補償來控制閃變現(xiàn)象，同時對于無功功率的補償也會起到一定的作用。而且在可控性和快速相應方面的的表現(xiàn)也是很突出的

5.3 混合濾波器

有源電力的濾波器和無源的濾波器一起組成裝置說的就是濾波裝置，起航作為負載這一方面的及時諧波源，二者的作用各不相同，但是互相配合才能起到濾波的作用。得到信號的指令之后，是需呀我們按照指令去執(zhí)行以及操作的，其中有補償?shù)碾娏鲿霈F(xiàn)，會把電流中存在的諧波取消掉，使它清除，這就是我們所說的動態(tài)補償，當其中諧波的電流比較小的時候，就會產生過載的情況，同時會受到阻抗特性的極大影響，反之亦然。APF電路中指令電流運算電路用來檢測諧波成分。

6 結束語

本文以降低線路損耗，降低畸變功率損耗。對有功功率的總體影響十分有限，而降低畸變功率損耗的效果十分明顯；擬制諧波電流，對電壓易擊穿設備能夠起到保護作用；擬制了諧波電流，中線電流明顯減小了，提高了變壓器的容量；提高了低壓配電網(wǎng)的安全性。擬制諧波電流，中線電流大幅減小，可消除由于中線電流大帶來的安全隱患。

[1]肖湘寧.電能質量分析與控制[M]北京:中國電力出版社,2004．

[2]李建民.淺談配電網(wǎng)諧波的危害及其治理措施[J].科技創(chuàng)新與應用,2014(34):155.