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电能质量及其治理新技术


作者:陈志业 尹华丽 李鹏 来源:不详 时间:07-05-29 12:01:07 加入收藏加入收藏夹
关键字:电能质量  补偿装置  检测  控制策略

3~6 个周波 [1] 。若是永久性故障,多次重合闸则导致电压的不断波动,这在图 2 中可以很明显地看出来。二是降低装置对电能质量问题的敏感性,主要是用户侧在敏感负荷或关键负荷处安装补偿装置,这种方法对单个负荷可有直接和明显的效果,但是受限于补偿装 置的容量和价格,应用范围也受到限制 [5]

 

目前在电能质量检测与控制中,有两个重要环节需要深入探讨:
(1
)实时准确地检测。检测值可能是要滤除的谐波、要补偿的无功或要平衡的不对称值等。已经出现的检测方法很多,大多数的检测方法在信号平稳时,能准确地检测出干扰值。而这里的“实时检测”主要是指当信号被干扰时,检测电路的实时跟踪速度,目前大多数的常规检测方法很少能做到这一点,而实时性对于持续时间较短的电压跌落、突升、闪变、谐波等尤为重要。以谐波检测方法为例,为提高实时性,文献[FS:PAGE] [6]~[12] 提出了不同的方法,有的是常规方法的改进,更多的是新理论的灵活应用。但这些检测方法在改进的同时也带来了新的问题,如要选择合适的数学函数、变换结果的相位与幅值会出现偏差等,所以它们的有效性还有待进一步研究。
(2
求得补偿信号的参考值后,要快速准确地驱动变流器,产生补偿信号。目前出现的控制方法有 [13] 滞环比较控制、空间矢量控制、无差拍控制等。这些方法各有优点,可根据实际情况灵活选用。
无论是检测还是控制,存在的主要问题都是如何减小以至消除时滞,使补偿偏差最小。

电能质量控制器(或有源滤波器)的结构一般是:靠近源侧(或负荷侧)连接一并联逆变器,靠近负荷侧(或源侧)连接一串联逆变器,两逆变器通过公共的直流电容结合在一起。串联部分的功能为补偿各种干扰,并联部分的功能为有源滤波、动态补偿无功、为直流电容提供能量等。当在直流侧并联能量储存装置时,还能使负载不受瞬时停电的干扰。整个电路的三个主要组成部分为检测电
路、控制电路 PWM形成及驱动电路,如图 3所示。 

 

 

在图 3的基础上进行改变,例如只取并联侧或只取串联侧;使用三相整流桥或三相 P WM整流桥;储能部分采用蓄电池、超导、飞轮或超级电容器,以供应短时有功电力;不同的补偿目标采用不同的控制方法等,就可以制造出不同的设备,实现不同的功能。现在,配电系统中应用的主要补偿设备大致可以分为两类:
(1)综合功能补偿装置
这类装置功能比较齐全,可完成电压控制、动态滤波、缓解闪变、低损耗控制无功、供应有功电力等多项功能,如电能质量控制中心 QCC ( Quality Control Center )、静止同步补偿器 SATACOM ( STATic synchronous COMpensator )、统一电能质量调节器 PQC 等。已有试验装置投入实际运行,取得了比较显著的效果,例如清华大学与河南省电力公司研制的± 2 0Mvar STATCOM 已于 1999 年 4 月投入现场试运行;西门子已系列生产出基于 IGBT 的 PWM 换流器的 PQC 装置。
( 2 )单一功能补偿装置
这类装置的设计主要针对某一特定电能质量问题,如电压控制、谐波滤除等,功能单一,因此与综合功能补偿装置相比,控制也较为简单。对某一电能质量问题突出的用户,此类装置较为实用。如固态断路器( SSB — Solid-State Breaker )和固态转换开关 [14] ( SSTS — Solid-State Transfer Switch )、动态电压恢复器 [15] ( DVR — Dynamic Voltage Restorer )、有源滤波器 [16] ( APF — Active Power Filter )等。

5 结束语

随着高新技术的发展和电力市场的完善,电能质量的重要性不言而喻,这关系到供电企业、用户和设备生产厂家的利益。目前提出的或正在研制的新型补偿装置为解决电能质量问题创造了条件,但对电能质量问题的认识与研究,在一定意义上讲,还刚刚开始,有很多工作要做,如深入认识电能质量的含义、制定统一的电能质量评估体系以及研制完善的电能质量补偿装置等。

参考文献

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