第二章：谐波抑制和无功补偿装置解读.ppt

第二章 谐波抑制和无功补偿装置 §2.1 概述 §2.2 静止无功补偿装置(SVC) 柔性交流输电系统（FACTS）简介 柔性交流输电系统的定义(1995年）：一类以电力电子技术为基础并具有其它静止控制器的交流传输设备，它们能够增强电网的可控能力并增大输电容量。 FACTS实际上是一类快速控制功率设备的集合，它们能够控制电网的有功、无功、电抗及相角等参数。 FACTS的种类：表1中的STATCOM、SSSC及UPFC是FACTS家族中最关键的设备。STATCOM问世于20世纪80年代，将会取代较早出现的SVC。 FACTS部分设备的功能：表1中部分设备作用于电网的功能如表2所示。 FACTS典型应用实例：FACTS家族部分设备的应用实例如表3所示。 （2）采用带通滤波得到基波分量，再与被检测电流相减，得 到谐波分量。 模拟检测方法的优点：快速、实时性强。 缺点：难设计、误差大、对电网频率波 动和电路元件参数敏感。 现已极少采用 2、数字计算检测方法 ◆ 根据采集的一个电源周期的电流值进行计算而得到谐波和无功电流。 数字检测方法的缺点：存在检测延迟，实时性稍差。 （二）电流跟踪控制电路 功能 根据补偿电流的指令信号和实际补偿电流之间的关系，得出控制补偿电流发生电路各开关器件通断的PWM 信号，保证补偿电流跟踪其指令信号变化。 控制方法 1、瞬时值比较方式 基本原理 将指令值和补偿电流实测值进行比较，两者的偏差作为滞环比较器的输入信号，通过滞环比较器产生控制主电路开关器件的PWM信号。 * * * §2.1 概述 §2.3 静止无功发生器（SVG） §2.2 静止无功补偿装置（SVC） §2.4 有源电力滤波器（APF） 一、谐波和无功功率的产生 阻感负载必须吸收无功功率才能工作； 电力电子装置等非线性也要消耗无功功率； 用电装置的非线性造成畸变电流； 二、无功功率的影响和谐波的危害 1、无功功率的影响 （1）使设备容量增大，从而造成设备投资费用增大； （2）设备及线路损耗增加； （3）引起供电点电压波动。 2、谐波的危害 （1）谐波使公用电网中的元件产生附加谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率； （2）谐波影响电器设备正常工作； （3）谐波会导致公用电网局部并联谐振和串联谐振，从而更放大了谐波，加剧了危害； （4）谐波导致自动装置误动作，使测量仪表不准确，干扰通信系统等。 三、补偿无功、抑制谐波的途经 1、提高用电设备自身的功率因数、减小谐波 （1）增加整流电路相数，使网侧电流正弦化； （2）尽量使整流装置在较小的α下运行； （3）采用多重化技术波形迭加，消除低次谐波； （4）利用DＣ／ＤＣ技术 （5）PWM整流器 2、加补偿装置 在电力系统中，常见的无功补偿装置有： （1）同步发电机 调整励磁电流，使其在超前功率因数下运行，输出有功功率的同时输出无功功率。 （2）同步调相机 一种专门用来产生无功功率的同步电机，是一种不带机械负载的可以过励磁（经常的运行状态）或欠励磁（较少的运行状态）运行的同步电动机。 （3）并联电容器 可提供超前的无功功率，多装设于降压变电所内，也可就地补偿。 （4）并联电抗 用在超高压系统线路上吸收无功功率，防止末端电压升高。 （5）静止无功补偿装置 具有调相机的功能，使用广泛，但投资大。 在电力系统中，常见的谐波抑制装置有： （1）LC滤波器 （2）有源电力滤波器 本章主要介绍适合于动态无功补偿的静止无功补偿装置和适合于动态无功补偿、谐波抑制的有源电力滤波器。 一、并联电容器补偿无功功率的原理 二、静止无功补偿装置 静止无功补偿装置，适用于无功负荷频繁变化的场合,它要求补偿装置具有快速性和无过渡过程。 按其元件与结构的不同，主要有以下几种型式： 1.自饱和电抗器型(Saturated Reactor——SR） 静止无功补偿装置 固定电容器组 自饱和电抗器 自饱和电抗器工作原理 自饱和电抗器无功补偿装置依靠电抗器自身固有的能力来稳定电压，它利用铁心的饱和特性，使滞后的无功功率随端压的升降而增减。工程上，一般将饱和电抗器的铁心设计在超过磁化曲线转折处运行，此时铁心完全饱和，饱和电抗器就象空心电抗器一样，电压与电流保持线性关系。 当母线电压升高时，按特性曲线滞后电流增加，该电流在网络电抗XS上产生压降，从而维持系统电压不变；反之，当母线电压波动下降时，则超前电流增加，该电流在网络电