产品中心

联系我们

济南拉斐叶电力科技有限公司

电话:0531-87365128

传真:0531-87187987

邮箱:lfy2901@126.com

网址:www.lfyee.com

地址:济南市经十西路宏宇科技产业园


浅析电能质量综合补偿器的发展趋势

您的当前位置: 首 页 >> 新闻动态 >> 技术中心

浅析电能质量综合补偿器的发展趋势

发布日期:2016-04-11 17:30 来源:http://www.lfyee.com 点击:

近年来,电能质量综合补偿器的开展十分疾速,主要表现在以下几个方面。

  1.电能质量控制的根底理论研讨方面

  (1)畸变波形下电能质量含义的研讨。

  (2)电能质量的界定办法与评价体系的研讨。

  (3)各功率成分的定义及物理意义的研讨。

  2.电能质量的检测及应用仪器和设备方面

  (1) 研讨不同干扰条件下电能质量的科学丈量办法及相应的监测仪器和设备。

  (2)针对各种电能质量指标均应有合理的计算剖析办法,特别是针对不同干扰源的预测计算办法及其误差的预算等。

  (3)树立电能质量指标计算剖析程序和数据库,及树立电能质量控制安装的系统仿真模型。

  3.采用数字化控制技术方面

  (1)可完成程序控制,改动控制办法或计算办法不用改动控制电路。

  (2) 可进步系统稳定性、牢靠性和灵敏性,同时系统普通可不受温度影响。

  (3)数字化控制安装的反复性好、调试便当、便于批量消费。

  (4)易于完成并联运转和智能化控制。

  4.柔性交流输电技术与柔性交流配电技术的开展与交融方面

  基于电力电子技术的柔性交流输电技术(FACTS)与直接效劳于用户的柔性交流配电技术(DFACTS)相交融,不只能增强交流输电系统的可控性和增大其电力传输才能,而且能增强供电的牢靠性和进步电能质量。

  5.非电力电子技术电能质量控制器的开展方面

  采用非电力电子技术手腕进步电能质量,包括应用新的拓扑改良电路构造,采用新的资料开发新器件等。

  二、静止同步补偿器(STATCOM)应用趋向和前景瞻望

  STATCOM是一种基于大容质变流器技术的动态无功补偿设备,分离本身技术特性与输电系统的需求,STATCOM在输电系统中的应用有如下趋向。

  (l) 开关器件以IGBT为主。从运用的开关器件来看,已由最初的强迫换相晶闸管、GTO开展到IGBT、IGCT等高性能复合器件。IGBT 器件近年来开展最快,固然存在着器件串联等技术难题,但良好的性能已成为IGBT器件应用的显著优势。

  (2) 主回路向链式构造开展。固然目前的STATCOM工程仍以多重化构造为主,但其接受系统不均衡才能有限,无法满足输电系统稳定运转的请求,限制了它在输电系统的推行应用;而链式构造的STATCOM具有分相可控,有利于处理系统的相间不均衡,无需多重化变压器,防止复杂的IGBT串联技术,易完成模块化等显著优点,曾经成为大容量STATCOM构造开展的方向之一。

  (3) 采用压接IGBT串联技术。

  采用压接IGBT串联技术可大幅进步STATCOM安装的集成度。与目前常用的焊接IGBT不同,压接IGBT构造紧凑,运用寿命长,特别是运用中一旦呈现损坏失效呈现短路特性,无需复杂的旁路技术,不会影响其他器件的运转,十分合适工程应用。该技术的打破为高集成度大容量STATCOM安装的开发提供了可能。

  (4) 计划设计向可挪动化方向开展。与同容量SVC相比,STATCOM更便于做成挪动式,能够向系统紧急需求无功的地点快速转移、装置和投入运转,满足系统重新布置无功补偿安装的请求,这也成为STATCOM技术的开展趋向之一。

  (5) STATCOM技术向规范化方向开展。目前,STATCOM技术范畴缺乏统一的规范标准,不利于技术的推行应用。STATCOM技术的规范化是工程化的必然趋向。

  目前STATCOM拓扑构造的研讨热点在于模块化多电平变流器和静止同步补偿器与变压器停止一体化设计方面。控制算法研讨热点主要在于链式拓扑的电压均衡控制、非理想电网状况下的控制战略以及在风力发电系统中的应用。

  三、静止式动态无功补偿安装(SVC)应用趋向和前景瞻望

  近20年来,世界各地发作的由电压不稳定和电压解体引发的大面积停电事故惹起了各国的高度注重,这些事故都促使人们采取各种措施以维持电网稳定。

  采用静止无功补偿器(SVC)是处理上述问题的有效措施之一。SVC技术在全世界的输配电系统中得到了普遍应用,它在进步电网稳定性以及改善配电系统的电能质量等方面发挥了重要作用,是目前各国普遍采用的先进适用技术,可作为电力系统的战略防御手腕。

  基于TCR的SVC,固然可以快速抑止电压动摇,节约能源,平滑的控制无功负荷的允许动摇,但波形呈锯齿形,是一个很大的谐波源,而且还必需和FC同时运转,这些缺陷限制了它的开展。

  近几年,俄罗斯、乌克兰、中国和巴西开端运用磁控电抗器(Magnetically Controlled Reactor-MCR)。磁控电抗器与TCR不同,可控硅元件的功率和工作电压仅为电抗器额定功率和电压的0.5%左右,与普通双绕组变压器类似。现代电网的无功补偿,正向着优化、动态战争滑调理方向开展,用基于MCR的SVC改造和建立电网的无功补偿,是进步电网电压质量,降低线损,进步电网稳定程度的积极、有效、可行的措施,有着宽广的开展前景。

  四、无源滤波器(PPF)应用趋向和前景瞻望

  无源滤波器是目前应用最为普遍的电网谐波管理安装,随着科学技术的不时开展,由无源滤波器和有源滤波器分离组成的混合型滤波器(Hybrid Active Power Fiher 简称HAPF)也渐渐进入到实践工程应用范畴,它统筹了无源滤波器本钱低和有源滤波器性能好的优点,具有很好的开展前景。

  并联型APF和并联LC滤波器组合成的并联混合型APF,由Takeda等人于1987年提出。该构造中,LC滤波器承当大局部谐波和无功电流补偿的任务,APF的作用是改善整个系统的性能以及抑止LC与电网阻抗之间可能发作的谐振。H.Fiijita等人于1990年提出的APF与LC滤波器串联,再并联到电网的并联混合型APF。该构造中,谐波和无功电流主要由LC滤波器补偿,而APF经过注入谐波电压使得LC支路对谐波呈现低阻抗,从而改善LC滤波器的滤波特性,克制LC滤波器易与电网阻抗发作谐振的缺陷。这种拓扑构造存在的缺乏是补偿的无功电流将经过稱合变压器流入APF,故不适用于同时补偿大容量无功调和波的场所。F.Z.Peng等人于1988年提出的串联混合型APF拓扑构造。该构造中,APF对基波呈现低阻抗,但对谐波呈现高阻抗,迫使谐波电流流入LC滤波器。

  注入式并联混合型APF是为降低APF容量而提出的另一种拓扑构造。该构造因具有能降低安装有源局部基波分压、减少有源局部容量等优点,近些年来得到了较大的关注。

  除了上述几种拓扑构造外,国内外学者还提出了几种混合型APF拓扑构造,这些计划将不同变流器停止组合,其中一个主要担任补偿无功,而另一个主要担任补偿谐波,从而充沛发挥不同器件所构成的安装的特性。

  在工程理论中,普通是依据经历来设计无源滤波器的,没有对其参数停止优化。近年来,有一些学者提出了基于多目的遗传算法的无源滤波器优化设计办法,这种办法比拟全面的思索了无源滤波器设计中存在的问题和影响要素,以无源滤波器的初始投资、无功补偿容量、滤波效果等作为优化目的,设计出的无源滤波用具有较好的综合性能。

  五、有源滤波器(APF)应用趋向和前景瞻望

  有源滤波器(APF)在国内市场的大范围应用,依然面临电力电子器件的价钱与高压场所下应用这两方面的应战。

  IGBT作为功率半导体器件的首选器件,普遍地应用于可再生能源发电、智能配电与控制、散布式发电、电力牵引等范畴,成为节能技术和低碳经济的主要支撑。

  固然国外的IGBT产业获得了很大停顿,但令人叹惋的是,我们国度目前并未构成本人的IGBT产业,目前我们运用的IGBT管子全部是进口购置的。我国只能进口国外IGBT芯片,本人停止少量封装。进口期件过高的价钱也成为了抑止电力电子设备大范围商业化应用的主要要素之一。_

  APF的补偿形式比拟灵敏,如仅仅补偿负载电流中的谐波重量、同时补偿负载电流中的谐波和无功重量、补偿电网电压中的谐波等等。当然,较大的系统容量使得APF比PPF的本钱高,接入高压电网时需求运用升压变压器也限制了APF在高压大功率场所的应用。因而,市场上现有的APF产品主要应用于低压配电网。

  随着谐波污染的恶化,国度将增强对谐波污染的处分力度,并出台更为明白的法规。受此推进,APF的市场需求将会显著增加。

  将来有源滤波器技术的开展将主要依赖于电力电子器件的开展、新的谐波检测算法与控制算法。

  电力电子器件方面,超大功率、超快速、模块化、智能化是IGBT开展的方向。同时,随同着IGBT国产化的加速推进,其性价比也将得到大幅的提升。

  谐波电流检测算法方面,为理解决瞬时无功功率理论在单相系统中难以应用的问题,呈现了所谓的自顺应噪声消弭办法(ANC)。此外, [[i]][[ii]][[iii]][[iv]]将人工神经网络理论与信号处置中的自顺应噪声抵消技术相分离,提出了基于神经网络的自顺应谐波电流检测办法。目前这些办法大多处于仿真研讨阶段。

  控制算法方面,针对常用的PI算法,近年来,有学者提出了一种针对非直流信号的积分器——广义积分器,遭到国内外学者的注重。

  调制算法方面,鉴于滞环控制存在上述缺陷,以优化开关频率和减小稳态误差为动身点,国内外学者提出了各种改良的滞环控制办法。

  随着控制理论的开展,滑模变构造控制、含糊控制 [[v]][[vi]]、神经网络控制 [[vii]][[viii]][[ix]][[x]]和专家系统 [[xi]]等智能控制办法在也被尝试应用在APF控制中,这些智能控制办法很少有单独应用的,多数都是与其他控制相分离,以改善APF的控制性能,是APF控制技术将来的一个开展方向。

  六、动态电压恢复器(DVR)技术剖析

  依据应用场所不同,DVR可分为中压DVR和低压DVR。中压DVR应用于三相三线电力系统,而低压DVR应用于三相四线电力系统。关于不均衡电压暂降,中压DVR只需补偿正序和负序电压,而低压DVR还需求额外补偿零序电压。

  动态电压恢复器能够串联在敏感负荷与系统电源之间,避免系统电压干扰形成敏感负荷工作异常。

  目前对动态电压恢复器的研讨主要是软件的研讨,包括:电压检测办法的研讨和补偿战略的研讨。

  DVR具有良好的补偿功用,关于抑止动态电压发作跌落有较好的效果。要使其发挥功用,需运用科学合理的检测办法快速且无偏向的检测出需求补偿的电压信号。依照扰动特征量提取办法的不同,可将电压跌落的检测办法分为:缺损电压法和基波重量法、小波变换法、峰值电压法、基于瞬时无功功率理论的dq变换办法,pqr变换法等。

  DVR的补偿战略需求满足在电网电压跌落后维持负载电压的幅值不变,常用的补偿战略有:跌落前电压补偿法、同相电压补偿法和最小能量补偿法。

  七、固态切换开关(SSTS)技术剖析

  传统的SSTS系统由一组电力电子器件组成,能够快速完成电能的传输由一路电源向另一路电源的转换。但是,电力电子器件不是单纯的传导元件,电流的持续流过必然招致大量的能量损耗以及对附加冷却设备的需求,从而致使了综合效率的降低和本钱的进步。

  为此引入混合型开关的概念,经过机械开关和电力电子器件的并联完成无中缀供电。在系统正常运转时,电能由机械开关保送给用户;当执行动作指令时,机械开关断开,电力电子器件同时动作,电能由电力电子开关保送给用户,电流过第一个零点时,应用电子器件的特性将其截断,动作时间不超越1/4周期。

  这样,就能够经过几路由混合开关控制的输电途径构成的SSTS系统,完成无中缀供电,维护用户的用电质量。这种全新的SSTS系统不只保证了向用户的高质量供电,同时具有构造紧凑、装置面积小、综合效率高的特性,适用于有较高供电质量请求的用户。SSTS的研讨势必补偿国内电力行业SSTS系统的空白,使其成为处理配电网电能质量问题的有效手腕。

  八、微网电能质量管理技术剖析

  微网的电能质量遭到本身和大电网的双重影响,并且因电力电子安装的大量运用,使得微网的电压和电流波形呈现畸变。其中,最突出的问题在于谐波电流的污染和电压的动摇闪变。微电源之所以会给大电网带来许多谐波,一方面由于某些微电源本身构成谐波源,另一方面是微电源需求经过电力电子安装接入大电网。若微电源直接发出基频交流电,则其直接与系统相联;若微电源发出直流电或高频交流电,则经过逆变器与系统相联。

  鉴于微网系统中的谐波大多数是由于电力电子技术的逆变整流单元和某些非线性负荷惹起,而管理谐波污染的实质在于降低或者滤除流经系统的谐波电流,从而将其控制在电力系统允许的范围内,因此对谐波的管理从谐波源处思索有两种办法:其一,在产生谐波的中央将谐波电流停止就地吸收处置;其二,在源头处抑止谐波电流的产生。

  微网中呈现的谐波问题一定水平上请求经过电力滤波安装来处置,抑止谐波的手腕普通分为 LC 无源滤波器和有源滤波器(APF-Active Power Filter)以及二者的组合混合滤波器(HPF-Hybrid Power Filter)。

  电力系统的无功均衡需求电压来维持,因此要改善微网中的电压动摇和闪变问题,主要依托各种无功补偿措施。常用的无功补偿安装主要有静止无功补偿器(SVC)和静止无功发作器(SVG)。

  对谐波谐振现象的抑止措施除了装置有源滤波器及补偿设备的普通性办法以外,还能够从改善网络环境的角度动手。一切微电源的逆变器应该都具备2种功用:消极的“谐波电压阻尼”(harmonic voltage damping)功用与积极的谐波电流补偿(harmonic current compensation)功用。前者经过控制回路的约束让逆变器在一切阶次的谐波电压面前都表现为强电阻性阻抗,后者则在检测到左近的设备发出谐波电流时启动。经过这2个改良能够使微网整体表现为对谐波的强阻尼环境,从基本上消弭谐波谐振现象的产生条件。

电能质量综合补偿器


相关标签:电能质量综合补偿器

在线客服
分享
欢迎给我们留言
请在此输入留言内容,我们会尽快与您联系。
姓名
联系人
电话
座机/手机号码