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(guān)鍵技術(shù)研究

中國汽車工業(yè)工程有限公司 徐建偉

電氣設(shè)備的發(fā)展以及應(yīng)用已經(jīng)離不開電力電子技術(shù)，其中值得我們注意的是電力電子設(shè)備它已經(jīng)黑我們的供電網(wǎng)絡(luò)帶來了極為嚴(yán)重的污染以及破壞，甚至是諧波已經(jīng)受到了嚴(yán)重的影響，給我們供電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備造成了極為嚴(yán)重的影響，諧波受損，就會(huì)使得電能使用率下降，運(yùn)行速度降低，用電的設(shè)備也會(huì)受到嚴(yán)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(zhǔn)確地量化區(qū)分各自的諧波責(zé)任，并以此作為諧波潮流計(jì)算及來用經(jīng)濟(jì)手段懲罰諧波污染超標(biāo)用戶的基礎(chǔ)，成了諧波問題的分析和綜合治理領(lǐng)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(jí)范圍也是不同的，可是如今諧波受到的打擊非常的嚴(yán)重，已經(jīng)被人們所關(guān)注，而且脅逼與配電網(wǎng)又是同意品級(jí)的，諧波一旦出現(xiàn)什么問題，對(duì)配電網(wǎng)的影響可想而知，所以要對(duì)諧波產(chǎn)生的損耗追根究底就是更為嚴(yán)峻的一件事情了。

2 配電網(wǎng)諧波損耗的數(shù)學(xué)模型

電力設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)備的角度來看，其中會(huì)出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)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(nèi)容之一，這是恩不能夠忽略的。

3 諧波的概述

諧波是電能質(zhì)量中最重要的問題，對(duì)電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、有效的運(yùn)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(fù)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(shù)的大量應(yīng)用，都會(huì)伴隨著不少的諧波出現(xiàn)，諧波出現(xiàn)之后，就會(huì)進(jìn)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(huì)發(fā)生不同的變化。并且，微電網(wǎng)中的電子元件也會(huì)因?yàn)橹C波產(chǎn)生附加熱效應(yīng)，使電能質(zhì)量降低，影響電網(wǎng)中的用電設(shè)備安全、有效、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行；局部電網(wǎng)也會(huì)因?yàn)橹C波問題出現(xiàn)諧波諧振問題，增加諧波的含有率，嚴(yán)重的情況甚至?xí)言O(shè)備損壞；其中自動(dòng)裝置以及繼電保護(hù)的裝置也會(huì)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(huì)使得電能的計(jì)算以及測量非常不準(zhǔn)，導(dǎo)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(duì)于微電網(wǎng)的外面一部分來說，諧波也會(huì)干擾附近的通信系統(tǒng)使通訊質(zhì)量下降，會(huì)產(chǎn)生一定的噪聲污染，如果干擾嚴(yán)重，甚至?xí)剐畔G失，通信系統(tǒng)癱瘓。

4 諧波源辨識(shí)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(diǎn)的數(shù)據(jù)，定性地分析用戶側(cè)與系統(tǒng)側(cè)對(duì)PCC點(diǎn)的諧波會(huì)產(chǎn)生異常的大小有所影響；一旦使用者的影響大于對(duì)PCC，這就表明主諧波源食雜影虎那一面的，反之則認(rèn)為系統(tǒng)側(cè)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(gè)方面。

4.2 諧波發(fā)射水平估計(jì)

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(gè)關(guān)注PCC節(jié)點(diǎn)的諧波電壓與諧波電流是當(dāng)前用戶及系統(tǒng)其它的諧波源一起作用的結(jié)果，各個(gè)諧波源之間會(huì)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(zhǔn)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(chǎn)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(dān)的諧波污染責(zé)任不一定等于它產(chǎn)生的諧波，它產(chǎn)生的部分諧波可能與其它諧波源產(chǎn)生的諧波相互抵消而不用承擔(dān)責(zé)任。

5 諧波的抑制措施以及關(guān)鍵技術(shù)

5.1 無源濾波器

這種濾波裝置結(jié)構(gòu)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(chǎn)生諧振，當(dāng)諧振所產(chǎn)生的諧波與電網(wǎng)內(nèi)諧波分量相等時(shí)候，就能濾除相應(yīng)頻率的諧波分量。這種濾波器一般裝設(shè)在負(fù)載設(shè)備的端部。構(gòu)成諧振回路其優(yōu)點(diǎn)是：投資較小、維護(hù)相對(duì)便捷、結(jié)構(gòu)簡易等。作為當(dāng)前很流行的濾波裝置其還能起到無功補(bǔ)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(chǎn)生的效果有關(guān)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(huì)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(guān)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(jié)構(gòu)對(duì)電網(wǎng)中的諧波分量進(jìn)行補(bǔ)償。這種補(bǔ)償就是產(chǎn)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(huì)有很多的分量會(huì)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(huì)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(duì)于電網(wǎng)中各次諧波的補(bǔ)償來控制閃變現(xiàn)象，同時(shí)對(duì)于無功功率的補(bǔ)償也會(huì)起到一定的作用。而且在可控性和快速相應(yīng)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(fù)載這一方面的及時(shí)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(hào)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(bǔ)償?shù)碾娏鲿?huì)出現(xiàn)，會(huì)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(dòng)態(tài)補(bǔ)償，當(dāng)其中諧波的電流比較小的時(shí)候，就會(huì)產(chǎn)生過載的情況，同時(shí)會(huì)受到阻抗特性的極大影響，反之亦然。APF電路中指令電流運(yùn)算電路用來檢測諧波成分。

6 結(jié)束語

本文以降低線路損耗，降低畸變功率損耗。對(duì)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(duì)電壓易擊穿設(shè)備能夠起到保護(hù)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(zhì)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(yīng)用,2014(34):155.