利用matlab仿真對電力系統(tǒng)諧波治理.doc

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1、利用matlab仿真對電力系統(tǒng)諧波治理摘要：隨著國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，冶金、化學(xué)等現(xiàn)代化大工業(yè)和電氣化鐵路的發(fā)展，電網(wǎng)負(fù)荷加大，電力系統(tǒng)中的非線性負(fù)荷(硅整流設(shè)備、電解設(shè)備、電力機(jī)車)及沖擊性、波動性負(fù)荷(電弧爐、軋鋼機(jī)、電力機(jī)車運(yùn)行)使得電網(wǎng)發(fā)生波形畸變(諧波)、電壓波動、閃變、三相不平衡，非對稱性(負(fù)序)和負(fù)荷波動性日趨嚴(yán)重。電能質(zhì)量的下降嚴(yán)重地影響了供用電設(shè)備的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，降低了人民的生活質(zhì)量。所以在世界各國都十分重視電能質(zhì)量的管理。引言新興負(fù)荷的出現(xiàn)對電能質(zhì)量的要求更高電能質(zhì)量問題逐漸引起普遍重視，主要原因如下：（1）大量基于計算機(jī)的控制設(shè)備和電子裝置投入使用，其性能對電壓

2、質(zhì)量非常敏感。（2）調(diào)速電機(jī)和無功補(bǔ)償裝置，導(dǎo)致系統(tǒng)諧波水平不斷上升，從而對電力系統(tǒng)的容量和安全運(yùn)行產(chǎn)生影響。（3）電力用戶不斷增長的電能質(zhì)量意識迫使電力公司提高供電質(zhì)量，設(shè)法解決諸如電壓中斷，電壓跌落和開關(guān)暫態(tài)等電能質(zhì)量問題。衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)是電網(wǎng)頻率和電壓質(zhì)量。頻率質(zhì)量指標(biāo)為頻率允許偏差；電壓質(zhì)量指標(biāo)包括允許電壓偏差、允許波形畸變率(諧波)、三相電壓允許不平衡度以及允許電壓波動和閃變。國家技術(shù)監(jiān)督局已公布了上述電能質(zhì)量的五個國家標(biāo)準(zhǔn)。電能質(zhì)量的具體指標(biāo)。1．電網(wǎng)頻率我國電力系統(tǒng)的標(biāo)稱頻率為50Hz，GB／T15945-1995《電能質(zhì)量一電力系統(tǒng)頻率允許偏差》中規(guī)定：電力系統(tǒng)正常頻率

3、偏差允許值為±0.2Hz，當(dāng)系統(tǒng)容量較小時，偏差值可放寬到±0.5Hz，標(biāo)準(zhǔn)中沒有說明系統(tǒng)容量大小的界限。在《全國供用電規(guī)則》中規(guī)定"供電局供電頻率的允許偏差：電網(wǎng)容量在300萬千瓦及以上者為±0.2HZ；電網(wǎng)容量在300萬千瓦以下者，為±0.5HZ。實(shí)際運(yùn)行中，從全國各大電力系統(tǒng)運(yùn)行看都保持在不大于±0.1HZ范圍內(nèi)。2．電壓偏差GBl2325－90《電能質(zhì)量一供電電壓允許偏差》中規(guī)定：35kV及以上供電電壓正負(fù)偏差的絕對值之和不超過額定電壓的10％；10kV及以下三相供電電壓允許偏差為額定電壓的土7％；220V單相供電電壓允許偏差為額定電壓的7％～10％。標(biāo)準(zhǔn)中供電電壓為供電部門與用戶產(chǎn)權(quán)

4、分界處的電壓或由供用電協(xié)議所規(guī)定的電能計量點(diǎn)的電壓。確定允許電壓偏差是一個綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題，允許的電壓偏差小，有利于用電設(shè)備的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，但為此要在電網(wǎng)中增添更多的無功電源和調(diào)壓設(shè)備，需要更多的投入。反過來如果擴(kuò)大用電設(shè)備對電壓的適應(yīng)范圍，提高設(shè)備在這方面的性能，往往也要增加設(shè)備投資。綜合國外標(biāo)準(zhǔn)和我國國情制定的供電電壓允許偏差的國家標(biāo)準(zhǔn)，能滿足絕大部分用電設(shè)備的運(yùn)行要求。3．三相電壓不平衡GB／T15543-1995《電能質(zhì)量一三相電壓允許不平衡度》中規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)正常電壓不平衡度允許值為2％，短時不得超過4％。標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定對每個用戶電壓不平衡度的一般限值為1.3％。但是國標(biāo)規(guī)

5、定的三相電壓不平衡度的允許值及計算、測量和取值方法只適用于電力系統(tǒng)正常運(yùn)行方式下在電網(wǎng)公共連接點(diǎn)由負(fù)序分量引起的電壓不平衡。因此故障方式引起的不平衡(例如單相接地、兩相短路故障等)和零序分量引起的不平衡均不在考慮之列。由于電網(wǎng)中較嚴(yán)重的不平衡往往是由于單相或三相不平衡負(fù)荷所引起的，因此標(biāo)準(zhǔn)衡量點(diǎn)選在電網(wǎng)的公共連接點(diǎn)，以便在保證其它用戶正常用電的基礎(chǔ)上，給干擾源用戶以最大的限值。值得注意的是國標(biāo)在確定三相電壓不平衡度指標(biāo)時用95％概率作為衡量值。也就是說，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的"正常電壓不平衡度允許值2％"是在測量時間95％內(nèi)的限值，而剩余5％時間可以超過2％，過大的"非正常值"時間雖短，也會對電網(wǎng)和用電

6、設(shè)備造成有害的干擾，特別是對有負(fù)序起動元件的快速動作的繼電保護(hù)和自動裝置，容易引起誤動。因此標(biāo)準(zhǔn)中對最大的允許值作了"不得大于4％的規(guī)定。4．公用電網(wǎng)諧波GB／T14549--93《電能質(zhì)量-公用電網(wǎng)諧波》中規(guī)定：6～220kV各級公用電網(wǎng)電壓(相電壓)總諧波畸變率是0.38kV為5.0％，6～10kV為4.0％，35～66kV為3.0％，110kV為2.0％；用戶注入電網(wǎng)的諧波電流允許值應(yīng)保證各級電網(wǎng)諧波電壓在限值范圍內(nèi)，所以國標(biāo)規(guī)定各級電網(wǎng)諧波源產(chǎn)生的電壓總諧波畸變率是：0.38kV為2.6％，6～10kV為2.2％，35~66kV為1.9％，110kV為1.5％。對220kV電網(wǎng)及其供電

7、的電力用戶參照本標(biāo)準(zhǔn)110kV執(zhí)行。5．波動和閃變GBl2326--如《電能質(zhì)量一電壓允許波動和閃變》中規(guī)定：在公共供電點(diǎn)的電壓波動允許值：10kV及以下為2.5，35～110kV為2％，220kV及以上為1.6％。電壓閃變值主要是表征人眼對燈閃主觀感覺的參數(shù)。國標(biāo)推薦的閃變干擾的允許值，對照明要求較高的白熾燈負(fù)荷為0.4％，對一般性照明負(fù)荷為0.6％影響電能質(zhì)量的原因各種各樣，大體可以分為：（1