基于ETAP软件的矿热炉负荷谐波影响评估与治理

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应用ETAP软件对用户谐波影响进行评估

文献标识码：１Ａ文章编号：６１３０２０）１０１４１７ —８８（０８０ —００．一０
０引言
随着国民经济的快速发展。电力需求在不断增长，电网的负荷结构和特性也发生了质的变化。电力电子装置、炼钢电弧炉、电气化铁路和家用电器等负荷迅速增长，电网面临遭受谐波、变、对称使闪不污染的局面。与此同时，多基于计算机、处理众微
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２０年第１０８期
广西电力
应用ＥＡＴＰ软件对用户谐波影响进行评估
ＡｐｌｃｔｏｆＥＴＡＰＳｆｗａｅｏｓｓｍｅｆＰｏｒｐｉａｉｎｏｏｔｒｎＡｓｅｓｎｔｏｗｅ
（ｕｎｘＥｅｔｃＰｗｒｅｔｇ＆ＲｅａｃｎｔｕｅＣ．Ｌｄ，Ｎｎｉｇ５０２，ｈｎ）ＧａｇｉｌｒｏｅｓｎｃｉＴｉｓｒＩｓｉｔｏ，ｔ．ａｎｎ３０３Ｃｉｅｈｔａ
摘要：为了防止电网遭受进一步污染，新建及扩建谐波源用户接人公用电网前，在需对其进行电能质量影响的评估，以便在用电设计中同步进行治理设计。文章介绍了ＥＡＴＰ软件的特点和功能以及如何应用该软件对用户谐波影响进行评估。工程实践表明，软件用于谐波潮流分析和频率扫描，该可以从定量和定性两方面进行准确分析，计算结果与理论分析和实际测试基本吻合，是分析谐波的有力工具，对电网谐波防治工作有着十分积极的辅助和促进作用。

基于ETAP的风电场接入对电网电能质量评估与治理研究

1 基于 E T A P 的风电场电能质量评估实例
1.1 风电场概况渊 1 冤风电场总体设计遥风电场建设容量为 4 9.5 M W 袁其中电源部分为安
装国电联合动力技术有限公司 U P 2000 型 2M W 风力发电机组 2 4 台袁安装 1 .5M W 的风力发电机组 1 台袁风电机组接线方式采用一机一变单元接线方式袁 2 . 0 M W 风电机组箱变容量选用 2 2 0 0 k V A 袁1 .5 M W 风电机组箱变容量选用 1 6 0 0k V A 曰集电部分的方案为采用 3 组 3 5 k V 电缆线路袁以将 2 5 台风电机组分组连接后并入输电部分曰输电部分为一座 1 1 0 k V 升压站袁升压站安装一台容量 5 0M V A 的升压变压器曰通过新建 1 回 1 1 0kV 架空线路最后接入到 1 1 0k V 贝岭变电站的 1 1 0 k V 母线袁线路长度约 1 2 k m 遥
◇ 供电方式院2 2 0 k V 枫树坝站经黎咀站尧麻布岗站向贝岭站供电
◇ 考核点短路容量院3 1 1 .7 0 M V A ◇ 系统供电容量院1 5 0 M V A 1.2 ETAP 中模型搭建根据叶风力发电机组电能质量测量和评估方法曳的规定袁依据风电场和电网参数及接线图袁在 E T A P 中建立对应电能质量分析系统模型袁其中将风电场共 2 5
渊 2冤风电场电能质量考核点渊 P C C 冤遥
电能质量评估须在电网系统小方式运行且干扰源最严重的工况下进行评估计算遥根据该市电网提供资料袁在最小方式下袁黎咀站尧麻布岗站尧贝岭站等片区负荷由枫树坝电厂供电袁按此要求袁电能质量考核点的选取及风电场接入电网方式如下遥
◇ 电能质量考核点渊 P C C冤院1 1 0k V 贝岭变电站 1 1 0k V 母线

电力系统谐波影响及消除简单探讨

电力系统谐波影响及消除简单探讨在电力系统中，谐波是一种频率高于基波频率的周期性电压或电流波形。

谐波的产生主要是由于非线性负载的存在，如电弧炉、变频器、电子设备等，这些设备会引入谐波电压和电流。

谐波对电力系统的影响主要集中在以下几个方面：电压、电流波形失真、设备功率损耗和过热、设备寿命缩短、传输和分配线路过载、通讯干扰等。

因此，消除谐波对电力系统的稳定运行和设备安全是非常重要的。

要想消除谐波，需要针对谐波的特点采取相应的措施。

以下是一些常用的谐波消除方法：1.被动滤波器被动滤波器是最常见的谐波消除方法之一、它通过谐波滤波器将谐波电流引入滤波器中，将其吸收或透过，实现对谐波的衰减。

被动滤波器包括谐振回路、调谐电路和滤波电路等。

被动滤波器通常用于少量谐波的消除，但对于大量谐波的消除效果较差。

2.主动滤波器主动滤波器是一种通过逆变器或逆变桥等电子器件生成与谐波相反的电流或电压来消除谐波。

主动滤波器具有较好的谐波消除效果，可以对谐波进行精确的控制和补偿。

但主动滤波器的成本相对较高，对系统的稳定性和可靠性要求也较高。

3.直流侧补偿直流侧补偿是通过在电力系统的直流侧引入逆变器，并对逆变器输出波形进行调整来消除谐波。

这种方法可以提供较好的谐波消除效果，特别适用于大型工业系统。

4.电容器补偿电容器补偿是一种常见的被动补偿方法，通过串联或并联电容器来提供与谐波相位相反的电压或电流，来消除谐波。

电容器补偿具有成本低、结构简单等优点，但对系统的谐波特性、电容器参数等要求较高。

除了上述方法外，还可以采取一些综合措施来减少谐波的影响，如增加电网容量、改善电网结构、优化电网运行方式、提高设备质量等。

此外，对于一些大型非线性负载设备，可以采用有效的滤波器和电源管理系统来减少谐波的产生和传播。

总之，谐波是电力系统中常见的问题，对电力系统的稳定运行和设备安全带来了不利影响。

因此，采取适当的谐波消除方法对于保障电力系统的正常运行至关重要。

基于ETAP的钢铁企业电网谐波分析

第45卷第24期电力系统保护与控制V ol.45 No.24 2017年12月16日Power System Protection and Control Dec. 16, 2017 DOI: 10.7667/PSPC162007基于ETAP的钢铁企业电网谐波分析聂陆燕，尹玉君，谢传治(南瑞集团有限公司/国网电力科学研究院有限公司，江苏南京 210003)摘要：基于对炼钢生产线上主要用电设备的谐波产生原因和谐波特性的充分调研，以某实际钢铁企业电网为例，利用ETAP软件对其供电系统进行详细建模。

重点研究谐波在钢铁企业电网中的传播特性，明确钢铁企业电网在公共连接点处(PCC)的谐波污染责任。

并仿真计算可能出现的谐振点，通过案例分析验证谐振原因。

最后，针对系统内出现的并联谐振设计滤波器，为企业电网的谐波谐振抑制和电能质量提高提供一种方法。

关键词：谐波；电弧炉；变流器；并联谐振Harmonic analysis of power grid in iron and steel enterprises based on ETAPNIE Luyan, YIN Yujun, XIE Chuanzhi(NARI Group Corporation/State Grid Electric Power Research Institute, Nanjing 210003, China)Abstract: Based on the investigation of harmonic generation reason of the main equipment and its harmonic characteristics in the steelmaking line, the power system of an iron and steel enterprise is modeled by ETAP software. The propagation characteristics in the power grid is studied and the harmonic pollution responsibility of the iron and steel enterprises in the PCC is clear. The possible resonant points are found out via simulation and calculation and the resonant causes are analyzed and verified. Finally, the filter is designed according to parallel resonance in system. It provides a method for harmonic and resonance suppression and power quality improvement of enterprise power grid.This work is supported by National Science and Technology Support Program of China (No. 2015BAA01B04).Key words: harmonic; electric arc furnace; converter; parallel resonant0 引言钢铁企业作为工业用电大户，对安全生产的要求很高，但企业内部含有大量的非线性负荷、冲击负荷和大功率可控硅变流装置，导致谐波污染问题日益突出，严重影响电网的电能质量[1-4]。

ETAP软件在余热电站谐波计算中的应用

1概述目前，余热电站的主要电气设备负荷为锅炉给水泵、循环水泵和冷却塔风机等，使用变频器进行调速控制。

使用变频器调速具有节约电能、可对负载实现无级平滑调速、启动电流小、起动转矩大、调速精度高、效率高、易实现自动化控制等优点。

但变频器在运行过程中产生的谐波注入电网后，易造成电压波形畸变，影响电网的电能质量。

谐波带来的影响具体如下：（1）谐波可造成电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热，产生振动和噪声，并使绝缘部件老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。

（2）谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。

（3）谐波会引起继电保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱。

（4）对电力系统外部而言，谐波会对通信设备和电子设备产生严重干扰[1]。

鉴于谐波对电气系统的危害，对余热电站使用的变频器设备进行谐波计算和分析，并根据计算、分析结果，采取相应的限制谐波的技术措施，使余热电站的谐波满足电网要求，具有重要意义。

ETAP 软件是一款在国际上广泛使用的电气分析计算软件。

ETAP 软件可以对电力系统进行潮流摘要：目前，在余热电站中常使用大量的变频器设备，变频器设备在节约电能的同时会产生大量谐波，注入电气系统后产生谐波危害并且吸收无功。

因此，对余热电站电气系统谐波进行计算和分析，抑制谐波以提高余热电站输出的电能质量，具有重要意义。

利用ETAP 软件可对余热电站的电气系统进行谐波分析，根据分析数据合理设置滤波器，使余热电站输出电能的谐波满足电网的限值要求。

关键词：余热电站；变频器；谐波计算；ETAP 软件中图分类号：TQ172.622.22文献标识码:A 文章编号：1001-6171（2018）06-0084-05DOI ：10.19698/ki.1001-6171.20186084通讯地址：中材节能股份有限公司，天津300400；收稿日期：2018-03-31；编辑：孙娟ETAP 软件在余热电站谐波计算中的应用Application of ETAP Software in Harmonic Calculation of Waste Heat Power Station周庆忠，田雷仿真计算、短路分析、谐波分析、继电保护配合验算等各种电气计算和仿真，其功能全面，能为发电、输配电和工业电力电气系统的规划、设计、分析、计算、运行、模拟提供较为全面的分析平台和解决方案[2]。

应用ETAP软件对用户谐波影响进行评估

收稿日期:2007-08-30;修回日期:2007-09-24第一作者简介:刘　路(1974-),男,高级工程师,主要从事电能质量管理、测试及研究工作。

专题与综述应用ETAP 软件对用户谐波影响进行评估Application of ETAP Soft w are on Assessment of Pow erConsumers ’H armonic Influences刘　路,宁文辉,黄东山L IU L u ,N IN G Wen 2hui ,HUAN G Dong 2shan(广西电力试验研究院有限公司,广西　南宁　530023)(Guangxi Electric Power Testing &Research Institute Co.,Ltd.,Nanning 530023,China ) 摘要:为了防止电网遭受进一步污染,在新建及扩建谐波源用户接入公用电网前,需对其进行电能质量影响的评估,以便在用电设计中同步进行治理设计。

文章介绍了ETAP 软件的特点和功能以及如何应用该软件对用户谐波影响进行评估。

工程实践表明,该软件用于谐波潮流分析和频率扫描,可以从定量和定性两方面进行准确分析,计算结果与理论分析和实际测试基本吻合,是分析谐波的有力工具,对电网谐波防治工作有着十分积极的辅助和促进作用。

关键词:谐波源;电网谐波;谐波潮流分析;频率扫描Abstract :In order to avoid more harmonic pollution to power network ,new or extended harmonic cus 2tomers need power quality influences assessment before they are connected to public power network ,so that har 2monic treatment design can be synchronous with power supply design.Characteristics and Functions of ETAP software and its application on assessing harmonic influences of customers are introduced.Practice show that users can get exact analysis both quantitatively and qualitatively by using ETAP ’s harmonic power flow analysis and frequency sweep ,and the calculation results are basically consistent with theory analysis and practical tests.ETAP is a powerful harmonic analysis tool and can assist and promote positively the prevention and elimination of power network harmonics.K ey w ords :harmonic source ;assessment ;power network ;harmonic power flow analysis ;frequency sweep中图分类号:TM712　文献标识码:A 文章编号:1671-8380(2008)01-0001-040　引言随着国民经济的快速发展,电力需求在不断增长,电网的负荷结构和特性也发生了质的变化。

浅谈电炉谐波影响及抑制对策

第四届电力安 2010年第4辑全论坛论文集 (总第140辑)226浅谈电炉谐波影响及抑制对策殷慧，丁旭双（丹阳市供电公司，江苏丹阳 212300）摘要：本文针对目前电网谐波的污染日益严重、电弧炉成为主要污染源的问题，重点分析了电弧炉在生产过程中产生的电流、电压波动、闪变等对电网的危害；同时结合简单实例分析，提出有效措施。

关键词：电炉；谐波；抑制随着工业经济的迅猛发展，大量的直流设备、变频调速、电弧炉设备以及其它非线性负荷的广泛应用，越来越多的谐波电流被注入电网。

高次谐波的产生，增加电能损耗、降低功率因数、影响电能质量，同时对其它常规电气测量仪表、继电保护自动装置、通信产生影响，严重时危害电力系统电网运行的可靠性。

本文重点对电弧炉进行分析，对其在生产中产生的电流、电压波动及闪变等一一阐述；同时通过简单的案例，对此种设备采取谐波治理对策，通过各项措施的实施，在实际应用中能起到节流效果，抑制谐波的产生。

1 电弧炉谐波特性及影响分析电弧炉一般是三相式，通过专用的电炉变压器供电，变压器高压侧是6 kV、10 kV或35 kV，低压侧（电弧炉侧）为数百伏的额定电压。

通常所讲的电弧炉包括交流电弧炉、直流电弧炉。

1.1 交流电弧炉的谐波特性及影响1.1.1 交流电弧炉的谐波特性交流电弧炉利用三相电极短路产生的电弧来熔化废钢等原料。

交流电弧炉供电系统及波型见图1。

由于电弧的非线性特性和冶炼过程中三相不断地短路和开路，产生谐波、负序、电压波动和闪变、无功冲击、有功冲击。

电弧炉的生产周期分为打孔期、熔化期、精炼期，并在冶炼过程中有1～2次的加料期。

超高功率电弧炉一炉钢冶炼时间在40～50 min ，如图2所示。

1.1.2 交流电弧炉的谐波影响(1) 电弧炉负荷引起电网电压波动和闪变电网的电压波动和闪变主要是由具有冲击性（快速变动）功率的负荷引起的，例如炼钢电弧炉、图1 电弧炉电流典型波形图2 交流电弧炉电流变化曲线（一周波一点）轧机、电弧焊机等。

基于ETAP的光伏电站并网的谐波分析

MA Longtao1 LIU Yili2 YIN Shan3 DING Huanhuan2 TIAN Huaming2 （1. State Grid Tongchuan Electric Power Supply Company，Tongchuan 727031）（2. College of Electronic and Information，Xi'an Polytechnic University，Xi'an 710048）（3. Electromechanic Engineering College，Xi'an University of Architecture，Xi'an 710055）
本文是主要针对某地区电力系统的主要谐波
∗ 收稿日期：2018 年 9 月 12 日，修回日期：2018 年 10 月 25 日基金项目：国家自然科学基金（编号：51707141）；陕西省重点科技创新国家计划（编号：2014KCT-16）资助。作者简介：马龙涛，男，硕士，高级工程师，研究方向：电力系统自动化和设备监测。刘毅力，男，硕士，副教授，研究方向：电力系统自动化及电能质量。尹山，男，硕士，研究方向：电力系统自动化和设备监测。丁换换，女，硕士，研究方向：电能质量分析与控制。田华明，男，硕士，研究方向：电能质量无功补偿。
Vol. 47 No. 3 706
计算机与数字工程 Computer & Digital Engineering
总第 353 期 2019 年第第473 卷期
基于 ETAP 的光伏电站并网的谐波分析 ∗
马龙涛 1 刘毅力 2 尹山 3 丁换换 2 田华明 2
（1. 国网铜川供电公司铜川 727031）（2. 西安工程大学电子信息学院西安（3. 西安建筑科技大学机电工程学院西安 710055）

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ＬＩＸｉａｏ－ｊｕｎ，ＹＵＴｅｎｇ－ｋａｉ
（ＨｅｂｅｉＥｌｅｃｔｉｒｃＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＨｅｂｅｉＥｌｅｃｔｉｒｃＰｏｗｅｒＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ０５００２１，Ｈｅｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ）
囫一
ＳｍａｒｔＧｒｉｄ
第２９卷第１期
２０１３年１月
电网与清洁能源
ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍａｎｄＣｌｅａｎＥｎｅｒｇｙ
Ｖｏ１．２９Ｎｏ．１
Ｊａ越严重。谐波污染大大降低了电网供电电能质量，对电网造成的危害愈加严重和复杂。与
此同时，电网中各种通讯设备、自动和远动装置、继
电保护、测量设备和仪表等对电能质量非常敏感，
受电能质量影响所造成的经济和社会损失问题日益突出。为了保证电网安全经济运行和避免供电企
ｈａｍｏｒｎｉｃｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍ￣ｅｑｕｅｎｃｙｓｃａｎｎｉｎｇｉｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｏｎｔｈｅｍｏｄｅｌｂｙＥＴＡＰｓｏｆｔｗａｒｅ，ａｎｄｔｈｅｐａｒａｌｌｅｌｒｅｓｏｎａｎｃｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｓｏｂｔａｉｎｅｄｗｈｅｎｔｈｅｉｆｌｔｅｒｉｓｐｕｔｉｎｔｏ
随着工业非线性负荷的增加以及风力发电和光伏发电系统的大量接入，现代电力系统中的谐波
ａｎａｌｙｓｉｓ．Ａｉｆｌｔｅｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒｔｈｅｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ
ｓｏｕｒｃｅ，ａｎｄｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｈａｍｏｒｎｉｃａｎａｌｙｓｉｓｉｓｔｈｅｎｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ；ｔｈｅｈａｍｏｒｎｉｃｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｂｕｓｏｆｔｈｅｐｏｉｎｔｏｆｃｏｍｍｏｎｃｏｕｐｌｉｎｇｉｓａｓｓｅｓｓｅｄｂｙｔｈｅｈａｍｏｒｎｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｄｄｒｅｓｓｅｓｔｈｅｈａｒｍｏｎｉｃｐｒｏｂｌｅｍｓ
ｃａｕｓｅｄｂｙｓｕｂｍｅｒｇｅｄａｒｃｆｕｒｎａｃｅ，ａｎｄｐｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ
ｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｆｉｌｔｅｒｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙｔｈｅｈａｍｏｒｎｉｃｆｌｏｗａｎａｌｙｓｉｓｍｏｄｕｌｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅ
文章编号：１６７４ — ３８１４（２０１３）０１ — ００４５ — ０５
中图分类号：ＴＭ７１１
文献标志码：Ａ
基于ＥＴＡＰ软件的矿热炉负荷谐波影响评估与治理
李晓军，于腾凯
（河北省电力公司电力科学研究院，河北石家庄０５００２１）
谐振点，有效减少电网的谐波污染。关键词：谐波分析；频率扫描；ＥＴＡＰ；滤波器；并联谐振
ｍｅｔｈｏｄｏｆｈａｍｏｒｎｉｃｉｍｐａｃｔｂａｓｅｄｏｎＥＴＡＰｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅｌｏａｄｈａｒｍｏｎｉｃｃｈａｒａｃｔｅｉｒｓｔｉｃｉｓａｄｄｅｄｔｏｔｈｅｕｓｅｒ — ｄｅｉｆｎｅｄｈａｍｏｒｎｉｃ
ＨａｒｍｏｎｉｃＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｏｆＳｕｂｍｅｒｇｅｄＡｒｃＦｕｒｎａｃｅＬｏａｄＢａｓｅｄｏｎＥＴＡＰＳｏｆｔｗａｒｅ