EMTP在配电系统高次谐波研究中应用.pdfVIP

全国电力系统配电技术协作网第一届年会论文集 配电网运行与新技术应用 EMTP在配电系统高次谐波研究中的应用 曹祥麟 (广东省电力设计研究院) 摘要：由于电力负荷的迅速增长和运行环境的改变，对配电系统提出了更高的要求，配电系统的模拟计算技术也显 得更为重要了。EMTP是世界上使用最为广泛的电磁暂态计算程序，它同样适用于配电系统．丈章在介绍EMTP计 算原理和元件模型的基础上，列举了EMTP在配电系统中的应用对象，并通过高次谐波研究的例子介绍了EMTP的 使用方法。文章对配电系统的研究和掌握EMTP的使用方法有一定的参考价值。 关键词；配电系统；可再生能源；分布式电源；过电压；电能质量；高次谐波；电力滤波器；EMTP 1 引言 随着国民经济的高速增长，我国的用电量在30年问翻了15倍，配电系统的运行环境也发生了 很大变化，现有的配电网已不能满足围民经济发展的需要，加快配电刚建设与改造的步伐成为我国 电力部门的当务之急。 配电系统与送电系统相比，具有细密的网状或枝状构造，设备数量膨大，而且与用户直接联 系。用户要求电力部门提供呵靠的、便宜的电力，并要求提供的电能符合一定的质量标准。一些特 殊用户，比如半导体工厂、医院、科研单位，对波形、电压等电能质量有很高的要求，并不允许瞬 时电压降低和电压闪动。但是一些用户却在很大程度上影响着电能质量，比如冲压机对电网造成的 冲击，比如大功率电子设备产生的高次谐波。随着家电的普及和大功率电子设备应用的发展，高次 谐波问题将变得更为严重。另一方面，为了保护人类的生存环境，我国和世界各国一样，正在大力 推广风力发电、太阳能发电等可再生能源的应用。这些新能源发电最大的特点是受气象条件的影 响，非常不稳定。另外，为了提高效率、减少能耗，先进国家提出了分布式电源的概念，即将太阳 能电池、燃料电池、微型燃气轮机等配置在用户区，直接向用户供电，并将多余的电力送入系统或 者从系统补充不足的电力。面对将来可能出现的新环境，世界各国正在研究未来的配电系统应该具 and Electric 备的功能，提出了FRIENDS(Flexible。ReliableIntelligenteNergyDeliverySystem)和 CUSTOM POWER等方式，并且为了提高供电的可靠性和电能质量，正在配电系统中积极引进以大 功率电子设备为中心的新设备，比如静止型开关装置、静止型无功补偿装置、晶闸管限流器、逆变 器、储能装置等。在这样的背景下，包括常规的潮流和电压计算，有关分布式电源联网、电能质量 (包括高次谐波、瞬时电压降低等)、新设备应用和过电压保护等配电系统的模拟计算技术益发显 得重要了。 Transients 电磁暂态计算程序EMTP(Electro．MagneticProgram)在电力系统有着广泛的应用，同 样适用于配电系统。EMTP采用三相瞬时值计算的方式，特别符合配电系统的三相不对称和大功率 电子元件开关反复动作的特点。本文在介绍EMTP概要的基础上，通过高次谐波研究的例子介绍 EMTP在配电系统中的应用。 642 全国电力系统配电技术协作网第-届午会论文集 配电网运行与新技术应用 2 EMTP的概要 2．1 计算原理11】 EMTP将潮流计算使用的节点导纳矩阵和稀疏矩阵处理方法用于暂态计算，通过求解逆矩阵来 求各节点电压。 EMTP主要用于暂态计算，但为了获得暂态计算的初始值，EMTP也具备稳态计算的功能。在 稳态计算时，EMTP把菲线形元件当作线形元件，把具有分布参数的线路当作具有集中参数的Ⅱ型 电路，通过求解式(1)所示的复数节点导纳方程式来求得各节点的复数电压。 ● ● ● 【y】【矿】-[1】 在暂态计算时，EMTP采用梯形法则将微分方程式离散化，将所有的元件用等值电导和等值电 的电路计算问题，图l表示单相无损线路的等值电路。图中， hist加=一专％O一力一imRt一力 二 (2) 1 厅