电能优化技术论文

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电气自动化节能技术论文

电气自动化节能技术论文

电气自动化节能技术论文电气自动化节能技术论文电气自动化节能技术论文【1】摘要:随着国民经济的快速增长,电气自动化节能技术的应用已得到了普遍应用和发展,电气自动化对于整个工业技术的发展都有着不可取代的作用,但我们在这一良好的应用过程中除了高度关注安全性能以外还必须从节约能源出发,使电气自动化尽可能少用能源,降低对环境的污染,并为使用者提供健康、舒适的工作及生活空间,最终实现我国节能电气的跨越式发展。

关键词:电气工程;安全供电;节能降耗随着世界能源的大规模使用及其不合理的浪费,能源的短缺越来越引起发达和发展中国家的普遍关注。

其中,电力能源的耗费和电力设计也引起了人们的高度重视。

人们在追求智能楼宇、博物馆建筑、住宅楼和校园建筑的舒适、安逸、安全和人性化的同时,也开始注重电气自动化工程的节能设计,既要做到合理、达到用户使用需求,又要兼顾到节能设计。

1电气工程设计原则1.1优化供配电设计。

促进电能合理利用在做电气工程设计时首先考虑的是适用性,就是要能为电气设备的运行提供必要的动力:为在建筑物内创造良好的人工环境提供必要的能源;应该满足用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性的要求;应能保证电气设备对于控制方式的要求,从而使电气设备的使用功能得到充分的发挥。

做到供电系统高效、灵活、稳定、易控、多样、便捷、畅通。

其次考虑的是安全性,电气线路应有足够的绝缘距离、绝缘强度、负荷能力、热稳定与动稳定的裕度;确保供电、配电与用电设各的安全运行:有可靠的防雷装置:防雷击技术措施;在特殊功能的场合下还应有防静电、防浪涌的技术措施;按建筑物的重要性与火灾潜在危险程度设置相应必要的技术措施。

在满足电气工程的实用性和安全性的基础上,利用先进的技术,优化供配电设计。

促进电能合理利用。

1.2提高设备运行效率。

减少电能的直接或间接损耗在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下,尽可能减少建设投资,最大限度的减少电能与各种资源的消耗。

提高电能电压质量技术方法论文

提高电能电压质量技术方法论文

提高电能电压质量的技术方法电能质量治理与控制是改善电能质量指标的唯一手段,是优质供用电的必要条件,也是节能降耗的主要手段。

随着电能质量技术监督的深入,《中华人民共和国电力法》中与电能质量相关条款实施执行力度的加人,以及与电能质量相关的治理处罚措施的颁布实施,电能质量治理与控制已越发显得重要。

电能质量污染的治理与控制主要包括电压调整、频率调节、谐波抑制、无功补偿、闪变抑制、瞬态电压事件的控制等。

电力系统电压调整的主要目的是采取各种调压手段和方法,在各种不同运行方式下,使用户的电压偏差负荷国家标准。

但由于电力系统结构复杂、负荷众多,对每个用电设备电压都进行监视和调整,既不可能也无必要。

电力系统电压的监视和调整可以通过对中枢点电压的监视和调整来实现。

所谓中枢点是指电力系统可以反映系统电压水平的主要发电厂和变电站的母线,很多负荷都由这些母线供电。

若控制了这些中枢点的电压偏著,也就控制了系统中大部分负荷的电压偏差。

对中枢点的电压调整,可根据电力网的不同性质,大致确定一个中枢点电压的变动范围。

其具体方式有3种:逆调压、顺调压、恒调压。

1.逆调压如果中枢点供电至各负荷点的线路较长,各负荷的变化规律人致相同,而负荷变动比较大,则在高峰负荷时适当提高中枢点的电压以补偿线路上增大的电压损耗:在低谷负荷时,供电线路电乐损耗比较小,中枢点电压适当降低,以防止负荷点电压过高。

这种高峰负荷时电压高丁低谷负荷时电压调整方式,称为逆调压。

逆调压方式是一种要求较高的调乐方式,一般需要在中枢点装设特殊的调压设备才能实现。

中枢点采用逆调压方式的,在高峰负荷时一般保持电压比线路额定电压高5%,在低谷负荷时电压下降至线路额定电压。

2.顺调压对供电线路不长、负荷变动不入的中枢点,可以采用顺调压。

顺调压方式是指在高峰负荷时允许中枢点电压略低,低谷负荷时电压略高。

顺调压一般要求高峰负荷中枢点电压不低丁线路额定电压的102.5%,低谷负荷时中枢点电压不高丁线路额定电压的107. 5%03.恒调压介于逆调压和顺调压之间的是恒调压。

降低油田配电网电能损耗措施论文

降低油田配电网电能损耗措施论文

降低油田配电网电能损耗的措施摘要:电力是油田生产的主要动力,对于长庆大型特低渗采油厂而言,生产用电成本占到了总生产成本的30%以上,如何降低油田配电网电能损耗,提高油田生产用电效率,本文详细分析了油田电网损耗构成, 提出了电网经济运行及降低油田生产电能损耗的应对措施。

关键词:油田配电网电能损耗降耗措施油田企业既是产能企业,又是能源消耗大户,长庆油田属于特低渗油田,油田生产中用电成本占总生产成本的30%以上,特别是进入开采后期的老油田,用电成本占到了总生产成本的40%—50%以上,对于油田电力管理而言,电网节能降耗是一项非常重要的工作,油田配电网节能不仅要在油田电力系统本身的优化和技术改造上下功夫,还应着眼于油田各种生产用电负荷对电网损耗的影响,使之成为电网节能的一个重要组成部分,实施全方位的综合性的节电降耗措施。

1 油田配电网损耗构成油田配电网包括110kv、35kv、10kv输电线路,110kv、35kv变电所,配电变压器和抽油机、输油泵、注水泵等终端用电设备,电能在输送和分配过程中,各单元都将产生一定数量的电能损耗。

包括变电站及变压器等产生铁损和电晕损耗构成的固定损耗;变压器、输配电线路、电缆的铜损、用电设备损耗构成的变动损耗;还有计量表的误差及老百姓用电、窃电等构成的管理损耗。

2 实施有效管理,降低电网损耗2.1 加强组织领导,完善管理和激励机制加强用电管理的组织领导,分解下达原油生产用电单耗和节电指标到基层,形成运转有效的节能监督、约束和激励机制,使作业区、井区、油田员工全员参与节电降耗工作。

引导采油单位改变用电方式,积极采用成熟、高效、先进的节电技术和负荷控制方法,节约电能、降低生产用电成本。

2.2 建设数字化电网,提升电网综合自动化管理水平随着长庆油田数字化建设的不断深入和完善,配套建设以调度、变电、配电自动化、用户终端计量、控制等系统构成的电网数字化管理系统和平台,随时监测电网状态,优化调配电力资源,实时进行输配电网重构和负荷转移,使无功补偿达到最佳配置,从而提高供电可靠性和经济性,降低电网损耗。

电气工程及其自动化专业优秀毕业论文范本基于智能电网的电力系统优化控制研究

电气工程及其自动化专业优秀毕业论文范本基于智能电网的电力系统优化控制研究

电气工程及其自动化专业优秀毕业论文范本基于智能电网的电力系统优化控制研究在智能电网的背景下,电力系统的优化控制成为了电气工程及其自动化专业的研究热点之一。

本文将以电力系统的优化控制为主题,探讨基于智能电网的电力系统优化控制研究。

一、引言随着社会的进步和技术的发展,电力系统作为现代社会工业化的基础设施,正承担着越来越重要的角色。

然而,随着电力需求的不断增长,传统的电力系统已经面临着诸多问题,如供电不稳定、电能质量下降等。

因此,在智能电网的框架下,对电力系统实施优化控制具有重要的理论意义和实际应用价值。

二、智能电网及其应用1.定义:智能电网是一种基于先进电子通信技术、自动化控制技术和信息技术等手段的现代电网系统。

2.优势:智能电网能够实现电力系统的集成化、可靠性的提高、能量效率的提升等优势。

3.应用:智能电网在电力系统的调度优化、设备监测与故障诊断、负荷管理等方面都具有广泛的应用前景。

三、电力系统的优化控制1.定义:电力系统的优化控制是指通过运用优化算法和控制策略,使电力系统的运行状态达到最佳状态。

2.内容:电力系统的优化控制包括负荷优化控制、发电机优化控制、电网配置优化控制等多个方面。

3.方法:电力系统的优化控制主要采用最优化算法、遗传算法等智能算法,结合电力系统的特点进行系统的分析和优化。

四、基于智能电网的电力系统优化控制研究1.智能电网环境下的电力系统建模:通过对电力系统进行建模,可以对系统进行仿真和分析,为优化控制的研究提供基础。

2.电力系统的负荷优化控制:通过对负荷进行合理的调度和管理,优化电力系统的负荷分配,提高电力供应的效率和质量。

3.电力系统的发电机优化控制:通过对发电机的运行状态进行监测和控制,实现电力系统的能源优化利用,提高电网的稳定性和可靠性。

4.电力系统的电网配置优化控制:通过对电网配置进行优化,实现电力系统的高效运行和能源分配。

五、结论基于智能电网的电力系统优化控制是电气工程及其自动化专业的重要研究方向。

电气工程及其自动化本科毕业论文

电气工程及其自动化本科毕业论文

电气工程及其自动化本科毕业论文随着社会和经济的快速发展,在人们的生产生活中电气工程及其自动化技术得到广泛的应用,成为当前我国经济发展的重要推动力。

下面是店铺为大家整理的电气工程及其自动化论文,供大家参考。

电气工程及其自动化论文范文一:智能电网建设中电气工程自动化的应用【摘要】伴随我国社会经济的迅速发展,人们在日常生产生活过程中对电力能源的需求量也随之不断的增加。

并且,随着科学技术水平的提升,以及我国电力行业自动化建设速度的提升,使得建设智能电网已经成为了我国电气工程建设过程中必须要完成的一项工作。

对此,本文以智能电网为立足点,通过对我国电力企业建设过程中智能电网基本概念的阐述,从而就电气工程和自动化相关技术在建设智能电网过程中具体的应用情况进行研究。

【关键词】电气工程;自动化;智能电网建设;应用引言就目前来看,我国现有的大规模电厂其在并网建设过程中其使用的一项主要技术就是开发技术。

而从我国电力行业当前的发展趋势来看,未来电网将会朝着光伏发电等运行较为稳定、范围比较广泛的并网技术发展。

但由于我国自动化和电气工程技术的发展同外国发达国家相比还存在着较大的差距,且相关技术的发展还不是很成熟,仍旧处于初步的发展阶段。

因此,要想推动我国智能电网的建设,推动自动化技术的发展,大力建设电气工程,并扩大其在智能电网建设过程之中的应用程度十分重要。

1智能电网的概念为适应我国社会经济和市场经济制度的发展趋势,我国电网公司开始逐渐将“建设坚强的智能电网系统”融入到了其建设发展方案中,这使得在电网建设的过程中,将推动电网的智能化建设同建设结构坚强的电网系统这两项工作结合起来,并将发电、输变电、通信和自动化调度技术融入到“坚强智能电网”之中,使其成为一个有机整体。

相关部门和企业在建设智能电网的过程中,需要以当前我国国情发展建设情况为依据,在了解电网重点建设内容的基础上,采用循序渐进的方式完成电网建设。

因此,我国在建设智能电网的过程中遵循以下几大特点:①绿色环保。

现代电力电子技术论文六篇

现代电力电子技术论文六篇

现代电力电子技术论文六篇现代电力电子技术论文范文1现代电力电子技术的进展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。

电力电子技术起始于五十年月末六十年月初的硅整流器件,其进展先后经受了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在很多新领域的应用。

八十年月末期和九十年月初期进展起来的、以功率MOSFET 和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。

1、整流器时代大功率的工业用电由工频(50Hz)沟通发电机供应,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。

大功率硅整流器能够高效率地把工频沟通电转变为直流电,因此在六十年月和七十年月,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大进展。

当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。

2、逆变器时代七十年月消失了世界范围的能源危机,沟通电机变频惆速因节能效果显著而快速进展。

变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的沟通电。

在七十年月到八十年月,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。

类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。

这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。

3、变频器时代进入八十年月,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛进展,为现代电力电子技术的进展奠定了基础。

将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,消失了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化进展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的消失,又为大中型功率电源向高频进展带来机遇。

电力工程技术论文(5篇)

电力工程技术论文(5篇)电力工程技术论文(5篇)电力工程技术论文范文第1篇在许多的电力系统的平安问题中,有很大的一部分是由于配电网在电力工程中的技术应用消失了问题,文章从三个方面来进行电力工程中的技术应用的难点分析,这三个方面分别是:外力的破坏技术难点问题;极端天气的闪络放电的技术难点问题;过电压的技术难点问题。

盼望通过这三个方面的电力工程中的技术难点分析,给将来的电力工程技术的规划一个良好的建议。

1.1电力工程在配电网中的技术难点问题:外力的破坏技术难点问题电力工程中的外力破坏问题是电力工程施工中的一个比较突出的技术问题,这样就会使电力系统在运行中,消失外力破坏的状况,影响电力系统的平稳运行。

这种外力破坏主要可以从以下三方面进行考虑:(1)电力系统的架空高压线路带来的外力破坏技术问题。

这种技术问题是由于我国现在的国情及地形打算了我国的高压线路的架设方式必需为架空高压线路所致。

(2)电力系统中的架空高压线中引线的施工带来的外力破坏技术问题。

这种技术问题是由于我国许多的架空高压线路的施工要在其引线的部分施工,由于引线的施工的外界干扰很大,没有方法进行很有效精确的施工,造成了电力工程中外力的破坏。

(3)电力系统中的建设盲目规划带来的外力破坏技术问题。

这种技术问题是由于我国的不同地区存在着特别明显的进展区分,在没有科学及合理的电力工程施工规划的前提下,许多城市就会进行电力工程施工,这种盲目的规划带来的电力工程中外力的破坏也需要我们赐予重视。

1.2电力工程在配电网中的技术难点问题:极端天气的闪络放电的技术难点问题极端天气的闪络放电的技术难点问题主要是由于我国现在的电力设备都是常年运行且没有得到有效的爱护的设备,尤其是一些绝缘材质的电力设备,更是长期的没有得到有效的爱护及清洁处理,这样就会导致绝缘材质设备中存在大量的污垢,当大量的污垢积累到肯定的程度以后,就会对绝缘材质的设备的性质产生影响,使绝缘设备更简单遭到闪络放电的影响,会使用电居民的用电平安得到威逼,严峻的更会导致电力运行事故。

电力输配电线路节能降耗技术研究的论文(五篇模版)

电力输配电线路节能降耗技术研究的论文(五篇模版)第一篇:电力输配电线路节能降耗技术研究的论文摘要:在人们生活水平不断提升的今天,电力行业也在不断革新。

作为人们赖以生存的重要资源之一,电力早已融入到人们生活中的各个方面,同时也对我国经济的全面发展产生着重要影响。

电力的广泛应用使得人们越来越注重用电的安全性。

随着人们环保意识的加强,更加注重节能环保。

为保证电力输配电线路能够起到良好的节能效果,需提升监管力度,加强节能意识。

本次研究将对电力输配电线路中的节能措施进行探讨。

关键词:节能降耗;电力输配电;运用;效果在当今飞速发展的时代里,除了需要重视经济效益之外,还应当倡导不同领域的节能理念。

尤其是针对于电力系统而言,做好其中的节能工作显得尤为重要。

社会的发展离不开电力,同时随着社会的发展对电力的需求量也就越大。

对于电力企业而言,为了能够进一步加强企业的经济效益,提高输配电线路的节能降耗技术成为了重点讨论的话题,在确保电力企业资源优化的情况下,能够有效降低企业的运营成本使企业迈向更高的台阶,电力企业的输配电线路技术将受到更多人的关注,所以,研究电力输配电线路的节能降耗具有重要意义。

1节能降耗的重要意义为了能够有效避免和降低电力系统在线路运行期间所产生的能耗,需不断提升和加强电力输配线路技术。

对于正处发展中的我国而言,电力系统起到了至关重要的作用,但随着电力企业的进步和发展,也加快了能源上的消耗,故电力企业目前关注的重点则在于怎样降低和减少能源消耗。

在整个电力行业中,传输过程中的损耗被称为线损。

众所周知,电力的输送以及分配是电力能源损耗的主要因素,在这期间消耗电能的设备包括了传输设备、电线电缆以及元件等。

在电能的消耗方面,则又包含了固定消耗以及可变损耗,其中固定消耗是指传输期间所产生的一般消耗,而可变损耗则是指因人为因素导致的电能消耗。

对于电力企业而言,电力系统传输的本身便是电能的使用者,对于电力能源的损耗便是企业的实际损失,这对电力企业的经济效益有着直接影响。

智能电网技术现状及其发展论文

智能电网技术现状及其发展论文智能电网技术现状及其发展论文1引言随着现代社会尖端领域中的新型技术的迅速发展,技术时代已经悄然到来。

当现有的智能电网技术难以与现阶段电能供应的多样化需求相匹配时,相关的技术就需要不断地进行更新,从而与社会的发展需求相契合。

因此,在了解智能电网相关技术应用现状的基础上,探讨不同角度下智能电网技术的发展趋势,并对此做出进一步的完善与改进,具有重要的现实意义。

2智能电网技术现状分析2.1先进的发电技术促进了新能源的广泛应用随着国家能源政策的有效推行和各种发电技术的成熟,各种各样的新能源已经在智能电网中有着更为广泛的应用,能源构成也已发生较大变化,以风能、太阳能、大容量储能装置等能源为代表的分布式电源在智能电网中有了更多的应用。

现阶段,坚强智能电网在发电环节的发展目标已经基本实现,能源构成秉承着环保意识和可持续发展的基本理念,在实施节能发电调度,提升常规能源利用效率等方面均取得了优秀进展。

例如在环境保护方面,新能源的使用有效降低了发电环节温室气体的排放;在信息传输方面,双向交互技术使得电网对发电侧的控制水平进一步提升,促进了节能降耗;在能源使用方面、大型火力、水力、风力发电机控制技术的成熟也使得厂网协调水平有效提升。

2.2完善的智能变电站结构提升了电网的可靠性智能变电站是一种基于全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化三大要求,利用先进的智能设备实现在线智能分析、协同互动、智能调节、实时控制等一系列功能的变电站。

其作为智能电网中的核心组成,在智能电网的变电系统中发挥着不可忽视的重要作用。

现阶段,智能变电站多采用如“三层两网”作为基本网络结构,整个网络结构由站控层、间隔层、过程层三层构成,并由站控层网络和过程层网络实现不同结构层之间的连接。

其中,站控层是由数个管理子系统构成,具有最高权限和高度集成权,所涉及到的技术包括实时监视控制技术、电力系统通信技术、电力系统自动化控制技术等。

微电网日前优化调度

报名序号:0705论文题目:微电网日前优化调度微电网日前优化调度摘要微电网优化调度是一种非线性、多模型、多目标的复杂系统优化问题。

传统电力系统的能量供需平衡是优化调度首先要解决的问题,对微电网进行优化调度能更好的实现经济利益最大化。

LabVIEW是一种程序开发环境,是一种用图标代替文本进行创建应用程序的图形化编程语言,采用数据流方式,程序框图结构,更直观的程序结构,与传统软件相比较更精确,运算速度更快。

为了研究微网日前优化调度问题,探究在不同供电方式下所产生不同的经济效益最大化,选取出最优的供电方式,得到一个最优解,我们以LabVIEW为基础,搭建模型,对于各种优化问题,对风电,光伏,蓄电池,负荷,电网当前供电量,系统与电网的功率限制,首先考虑在不同情况下的各种可能,税后进行风电+光伏的功率与负荷进行比较等数据判断,并与电网的功率限制进行比较,或者加上考虑电池的影响下判断是否存在进行强制放电与强制充电时间段,并进行逻辑运算与判断,优先做出特殊处理,再去考虑通常状态下负荷的供电的来源,依次分类考虑,在不同情况下,风电,电网,蓄电池的不同条件限定和不同时间时大小的比较,在不同时间段的价格,再算出电网单位时间的供电量,判断并调控如何整体的运行或调整微电网和电网的交换方案和方式,再进行具体规划,在不同情况下,具体到每个值,在一定的逻辑和反复的比较下,得到一个整体时间的最优解,即为微电网日前优化调度。

关键词:LABVIEW;最优解;微电网;逻辑算法;一、问题重述面对不断增长的电能需求以及化石能源的短缺,开发新型可持续发展的可再生能源成为迫切需求。

以风力发电、太阳能发电等为代表的环境友好型的电能生产技术不断成熟。

可再生能源根据其接入电力系统方式的不同,分为大规模集中接入和分布式接入,分布式接入主要应用于微电网。

根据百度百科,微电网(Micro-Grid)也译为微网,是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。

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浅谈谐波治理技术的发展姓名:朱金海学号:0845521248 专业:电气工程及其自动化随着电力电子技术的飞速发展,特别是在供电网络中非线性负荷(如变频调速装置、电机软启动装置、磁饱和稳压装置、大型整流装置、电弧焊机组等用电设备)的日趋增多,这些设备在电网中运行,产生了大量的谐波电流,不仅增加了电网的供电损耗,而且干扰电网保护装置与自动化装置的正常运行,直接威胁电网的安全。

谐波造成的危害可列举如下:(1)由于谐波频率较高,使导线的集肤效应加重,不但造成铜损急剧增加,又因变压器铁芯不能适应急剧变化的磁通而导致铁损急剧增加。

(2)谐波在影响表计计量精度的同时,对精密电子设备(包括电子式电能表)产生严重干扰,导致其不能正常工作,甚至烧毁。

(3)谐波引起所有接于电网中的设备的损耗增加,温升加快,特别是对含有电容器的设备影响最为严重,甚至可能导致设备损坏以及电容器爆炸等事故。

(4)电机类负荷由于谐波的逆序作用而导致输出扭矩下降。

(5)继电保护机构可能会由于谐波而产生误动或拒动故障。

为了保证电力系统的安全运行,对谐波必须进行治理,使谐波分量不超过国家标准。

本文在回顾了电力系统谐波治理技术发展历史的基础上,分析了我国电力系统谐波治理技术的发展现状及存在的技术难题,进而探讨了谐波治理技术的发展趋势⋯。

I 谐波治理技术的发展历史谐波问题在20世纪20年代未就引起了人们的注意,到了20世纪50年代,随着科学技术的进步,大量的非线性负载给电力系统带来了严重的谐波干扰,于是有关电力系统谐波问题的大量论文开始出现在各种期刊杂志上。

20世纪70年代以来,由于谐波所造成的危害日趋严重,世界各国对谐波问题都予以充分的关注,国际上召开了多次有关谐波问题的学术会议。

最近30年,对电力系统谐波问题的研究已超过了电力系统自身的研究范畴,并取得了前所未有的进展。

电力系统谐波治理技术的发展历史可分为以下几个阶段。

1)2O世纪70年代之前单纯的无源滤波器(PF)时代2)20世纪70年代,有源滤波器(APF)的开发研究时代3)20世纪8O年代末期,串联APF与并联PF混合方案出现1988年Peng F Z等人首先提出串联APF;t/I并联PF的结构。

这种方案结合了无源滤波器和有源滤波器各自的优点,装置容量可以做得很大。

由于大部分谐波由相对廉价的无源滤波器滤除,装置成本相对较低。

使用中串联APF相当于一个谐波隔离装置,强制将负载的谐波电流流入无源滤波器,同时也阻止电源的谐波电压串入负载侧;无源滤波器是负载谐波电流的唯一通道,对谐振频率处的谐波,无源滤波器呈极低阻抗。

4)20世纪90年代初,APF与PF串联后与电网并联的混合型方案诞生5)20世纪90年代中后期,并联APF与串联APF的混合型方案得以突破1994年,Akagi H等人提出一种综合了串联APF(APFI)和并联APF(APF2)的混合型滤波器。

APF1将电源和负载隔离,阻止电源谐波电压串入负载端和负载谐波电流流入电网。

APF2提供一个零阻抗的谐波支路,把负载中的谐波电流吸收掉。

该方案在电网与公共连接点之间同时实现了电压和电流的净化。

6)SVC~IPF相结合是补偿无功和抑制谐波的优选方案近年来,为减少无功和谐波给电网带来的危害,采用电力电子装置就近吞吐无功和吸收谐波源所产生的谐波电流,是提高功率因数和抑制谐波污染的有效措施。

该方案以svc~J应速度快的特点有效解决了电压闪变和波动问题,而且可通过分相调节对三相不对称负载进行平衡化补偿以消除负序分量,并通过并联无源滤波器提供容性无功的同时滤除固定次谐波。

7)2O世纪末至今,采取主动治理措施是治理谐波的最理想方案20世纪末至今,通过增加电力电子变流装置输入与输出电压或电流的脉动数,使得变流装置产生的谐波次数相应增高,因此一系列次数较低、幅值较大的谐波得到了消除,谐波源产生的谐波电流同时得到很好的控制。

如大电流输出的整流装置大多数采取的是晶闸管直接调压整流的形式,通过增加整流装置的脉波数,使得整流器产生的谐波次数也相应增高,因而从根本上减少了电网中谐波的含量。

2 我国谐波治理技术的发展现状浅析国内对有源电力滤波器的研究始于20世纪80年代末期。

经过20多年的发展,我国在谐波治理技术上取得了不小的成就,现所用的谐波治理技术和亟待解决的问题如下:1)电力系统谐波污染十分严重,其中5次、7次、11次谐波电流含量对电网危害很大通过对电力系统谐波状况的测试,可知目前谐波污染十分严重,尤其是早些年因经济的高速发展,大量投入运行变频器和电化学用特大功率大电流直流电源时根本未考虑滤波措施,而其所产生的5次、7次、1 1次谐波电流的含量分别占基波的20%、1 1%、6%。

这种负荷在用电容量较小时,危害还不太大,但对于大功率的用户来说,危害就很大了,以至于当功率因数很低时,使用常规的无功补偿根本无法运行。

有的用户用常规的单纯电容器进行无功补偿,投入电容器无法工作,有的即便投入了,也对5次谐波电流放大了1.8~3.8倍以上,使得电动机、变压器等用电器的铜损、铁损大大增加,缩短了设备的使用寿命,多交了电费,这种状况亟待解决与完善。

2)无源滤波器技术成熟,性价比高,但有其固定缺陷无源滤波器的工作原理决定了它存在着:谐振频率依赖于元件参数,因此只能对主要谐波进行滤波,且LC参数的漂移会导致滤波特性改变,使滤波性能不稳定;滤波特性依赖于电网参数,而电网的阻抗和谐波频率随着电力系统的运行工况随时改变,因而LC网络的设计较困难;电网的参数与LC可能产生并联谐振使该次谐波分量放大,使电网供电质量下降;电网中的某次谐波电压可能在LC网络中产生很大的谐波电流等固有缺陷。

3)有源滤波器因成本高及单柜容量小,阻碍了其在国内的推广对于严峻的谐波污染问题,有源滤波器是提高电能质量的有效工具。

有源滤波作为高科技技术,正在不断完善和发展中。

由于国内有源滤波器的电力电子器件几乎全靠进口,因此决定了其成本较高,另因控制技术复杂,单柜容量小、自身损耗大,加之目前国际上大容量有源滤波器技术还不十分成熟,所以当前国内可实用化常见的有源滤波器容量仍不超过600kVar,且其运行可靠性也不及无源滤波装置,因此有源滤波技术还需进一步地改善和提高。

4)谐波检测准确性有待提高在谐波和无功的实时检测方面,现有的方法都难以同时满足检测精度和检测的快速响应性能,只能在这两者之间采用折中的方式,在满足一定的检测精度的基础上尽可能提高检测的动态响应速度。

另外,现有的检测方法没有考虑到基波电流远大于谐波电流的实际情况,也没有考虑到基波电流波动对谐波电流检测的影响,因此,在谐波含量很小和基波电流波动较大时会有较大的检测误差。

5)电网参数分析不够全面在系统分析方面,电网参数的时变性是谐波滤波器研究和应用的主要难题,现有的分析方法一般只考虑了负载谐波电流的时变性或者是电源谐波电压的时变性,而没有考虑电网其他参数如电网等效阻抗和电网频率等的时变性。

6)控制策略应更灵活在控制策略方面,电力系统以及有源滤波器的非线性特性和各个控制参数之间的耦合作用使得有源电力滤波器难以获得很好的补偿性能,为此,需研究诸如自适应控制、非线性控制以及控制参数之间的解藕控制等先进控制算法。

另外,现有的控制策略都是自始至终都采用同种控制规律,不能根据电网参数的变化自动选择更为优越的控制策略。

7)基于自适应滤波器的动态谐波电流预测方法已获应用自适应滤波技术目前己经广泛应用于通信、自动控制、雷达等系统辨识及信号处理领域,在谐波检测方面的应用可归结为自适应噪声对消(AN C—adaptive noise cancelling)和自适应有限脉冲响应(FIR)预测滤波器。

采用ANC法进行谐波电流检测时,只能实时检测谐波电流,不具备提前预测能力。

采用自适应FIR预测滤波器能够提前1个采样周期预测谐波电流信号,但是目前己有的算法计算量都太大,难以在现有的控制器硬件条件下实现。

8)高压直流输电系统的谐波治理仍以无源滤波器为主,有源滤波已有研究和探讨高压直流输电具有高电压、大容量、远距离输电的特点,而自身工作原理又决定了其整流器和逆变器在运行过程中都不可避免地要产生大量的谐波,这些谐波必须通过滤波装置来加以抑制。

以往的高压直流输电工程无论交流侧还是直流侧都采用无源滤波器,近年来,由于高电压、大功率的电力电子元件的出现,已有高压直流输电工程开始研究与探讨有源滤波器的应用。

现在多数高压直流侧均用两组双调谐滤波器进行滤波,这种滤波方式基本能够满足滤波的技术性能要求,但其经济性不太理想。

9)用于特高压直流输电系统的滤波器研究至今仍只局限于理论研究鉴于目前世界上还没有一条特高压直流输电工程正式投入运行,因此针对特高压直流输电系统的滤波器研究只局限于理论研究,只能以高压直流输电的研究成果为基础,再结合特高压直流输电的特点,进行模拟实验,从而推导出可能适用于特高压直流输电工程的结论。

3 国内谐波治理技术的发展趋势1)较长时间内将仍以无源滤波器为主要滤波装置LC无源滤波器在滤除谐波的同时,还可以在基波对系统进行无功补偿,而且性价比很高,加之其技术相对而言已经十分成熟,因此在较长的时间内,这种滤波装置将仍是滤波系统的中坚力量。

但是针对目前无源滤波器存在的投切方式不甚合理、滤波支路单一等问题,需组织研发新型的无源滤波补偿装置拓扑结构,以改进其性能。

2)大功率滤波装置可采用混合型有源滤波系统当前大功率滤波装置从经济上考虑,可以采用有源滤波器与LC无源滤波器并联使用的混合型有源滤波系统,以减小有源滤波系统的容量,达到降低成本、提高效率的目的。

其中LC滤波器用来消除高次谐波,有源滤波器用来补偿低次谐波分量。

3)有源滤波系统的成本将逐步降低,并逐步成为主要滤波装置从长远角度看,随着大容量有源滤波技术的成熟及大功率电力电子器件价格的下降,有源滤波器的价格必然下降;同时,随着大功率电力电子器件制造水平的迅速发展,尤其是IGBT的广泛应用,无源滤波器及混合型有源滤波系统低成本的优势将逐渐消失,而串一并联有源滤波器系统由于其功能强大、性价比高,将是一种很有发展前途的有源滤波装置。

4)智能控制将引入有源滤波器中现在的智能控制方法虽然已经逐渐应用到有源滤波器的研究中(如无差拍控制、神经网络控制等),但现阶段还没有真正用于实际的例子。

因此,建立统一的、能用于实际工程的有源滤波器模型是智能控制需要解决的问题。

5)采用多电平或多重化主电路来实现大容量有源滤波器是必由之路近几年,多电平逆变技术以及多电平并联技术由于其在改善输出波形质量、降低开关损耗、缓解器件应力等方面的突出优点,引起了广泛的关注。

随着更大功率及更高电压的电力电子器件的发展和多电平逆变器技术的不断进步,可以预见,有源滤波器将会有更大的发展空间,从而取代无源滤波器。

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