基于Matlab的电力系统谐波抑制研究

基于Matlab的电力系统谐波抑制研究 Vo .l 37 No. 4 第 37卷 第 4期 2009年 4月Ap r. 2009 基于 M a tlab的电力系统谐波抑制研究 吴 奇 ,徐正宏 ()泰兴市供电公司 ,江苏 泰兴 225400 摘 要 :采用 M a tlab的 Simpowe r工具对一座 110 kV 变电站建模分析 ,对注入系统的各次谐波含量进行了检测 。介绍了利用无功补偿进行谐波抑制的措施 。结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明 ,利用 M a tlab 进行谐波检测抑制具有建立模型简 便 ,计算速度快的优点 。 关键词 :谐波检测 ;无功补偿 ;谐波抑制 ; M a tlab ( ) 作者简介 :吴 奇 19812,男 , 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师 ,硕士 ,从事电力系统变电运行工作 。 ( ) 文章编号 : 1001 29529 20090420603 203 中图分类号 : TM 46文献标志码 : B Re sea rch on ha rm on ic re str ic t ion for power sy stem s ba sed on M a tla b W U Q i, XU Z heng2hong ( )Ta ixing Powe r Supp ly Comp any, Ta ixing , Ch ina A b stra c t: The Simpowe r of M a tlab wa s u sed to bu ild the mode l fo r a 110 kV sub sta tion, and the ha rmon ic cu rren t e2 m itted in to the system wa s a sse ssed. The m e thod of u sing reac tive comp en sa tion to con tro l the ha rmon ic wave wa s p re sen ted. The re su lt of ha rmon ic eva lua tion ind ica ted tha t the p ropo sed m e thod ha s the advan tage s of simp ly mode l2 ing and rap id comp u ta tion. Key word s: ha rmon ic de tec ting; reac tive comp en sa tion; ha rmon ic re stric tion; M a tlab 供电系统中增加的大量非线性负载会引起电谐波检测工作 。该变电站主要负荷是变频设备驱 网电流 、电压波形发生畸变 ,从而引起电网谐波 。 动的电动机 。变频设备通过整流变压器接入该变 电力设备在接入电网之前 ,相关部门必须对其注 6 kV 母线 ,交流变成直流 ,再 电站下属变电所的 通过逆变器变频为各类电机供电 。这类设备运行入电网公共连接点的谐波电流进行检测 ,检测的 标准是国家标准 GB / T14595 293《电能质量 ———公 时 ,将产生一定幅值的谐波电流注入电网侧 。变 用电网谐波标准 》。泰兴市新建 110 kV /6 kV 变 频器的简单统计如表 1所示 。 电站时 ,翻车机 、高塔吊 、堆料机等设备的电源为 表 1 部分变频器工作特点 大功率交 —直 —交变频装置 ,运行时会有一定量 安装位置功率 / kW工作方式多台同时工作可能性的谐波注入电网 。所以必须对该变电站注入系统 500 电动车周期性工作较大的谐波进行检测 ,以便及时发现问题并确定比较 1 090 定位机 装车机 周期性工作 非周较大 较小 多合理的 供 电 方 式 或 采 取 治 理 措 施 。本 文 利 用 340 期短时工作 长时洒水除尘系统 台同时工作 (M a t1 ab软件中 Sim Powe r工具箱中的 FFT 快速傅 间工作 100 ) 立叶变换 工具 , 对此变电站建模后进行 谐波 分 主要研究注入系统的谐波电流值 ,并且谐波析 ,得到了注入系统的各次谐波含量 。以此来说 源主要是变频设备 ,所以根据实际情况对系统适 明利用 M a tlab进行供电系统谐波检测的方法 。 当简化 ,将负荷归类为三种 :直接的工频交流负荷 () 如照明 、排水 、除尘设备等 , 6 脉波整流 —逆变 供电的负荷 、12 脉波整流 —逆变供电的负荷 。 在 1 基于 M a tla b 的电力系统谐波检测统计各种设备的功率和功率因数 ,以及不 由于常规的谐波潮流计算方法存在建立系统 同时刻设备投入的种类和数量的基础上 ,分析极谐波模型比较复杂 、有些模型参数很难获得等缺 () 端情况下 即同时工作的变频器数量最多时 的 点 ,因此采用了 M a tlab 环境下运用 sim u link 中的 各个设备的组合情况 ,此时注入系统的谐波含量 ) (Sim Powe rsyste rm 电力系统仿真模型 , 进而进行 最高 。进行谐波计算时 ,确定了变频器的结构 、运 ( )0604 2009 , 37 4 行方式和所带的负荷功率 ,这样在仿真时谐波源时 ,每相承受的是相电压 ,所以有 2 2 的注入谐 波 量 就 可 以 在 由 M a tlab 自 动 计 算 了 。 ( )ω() ω2 Q = C U/ 3 = CU / 3 c CN CN (利用图 1的方框“D isc re te Ts = 2 e - 006 s”M a tlab 根据计算可知具有相同电容量的三个单相电) 中的 powe rgu i中的“FFT”工具可以对 注 入系 统 容器组 ,采用星形接法是三角形接法补偿容量的 的电流进行傅立叶分解 ,得到谐波的频谱图如图 三分之一 ,但是其耐压等级相对可以降低 ,适合电 [ 3 ] 2所示 。压等级较高 的 线 路 中 。确 定 了 电 容 器 的 连 接 方式和容量 Q 以后 ,需要进一步确定与之串并联 c 的电抗器 、电阻器大小 ,可计算串联单调谐滤波无 (功补偿器各项参数 为了能够达到更好的效果可 以在线路中加入二阶阻尼无功补偿器主要用来消 ) 除 11次及其以上的谐 。 首先根据分配的无功补偿容量确定电容 C , 由于系统的谐波电压最终会被限制在比较小的数 值内 ,可以忽略 ,即可认为系统交流母线电压只含 基波分量 U。1 则滤波器的基波无功容量即补偿容量为 2 n2 ( )ω3 = Q = CQ U 2 cn 1n1 - 式中 Q ———n次滤波器分配的无功补偿量 ; cn ωU———系统额定线电压 ; ———1 工作角频率 。 根据谐振频率 求电抗器电感 图 2注入 110 kV 公共点的电流谐波频谱 1 ( )4 L = 2 ( ω) nC 2 无功补偿抑制谐波 滤波电阻器电阻 ωnL()本例在中压电网 电压 6 kV 侧 ,基准工作频 ( )R = 5 Q 率 50 H z,电网负荷设为对称形式 ,不考虑不平衡 式中 Q ———补偿器的品质因数 ,综合权衡滤波效果和损负荷 ;由于系统的谐波电压最终会被限制在比较 耗 ,一般取 30,100。 [ 1 ] 小的数值 内 , 可以 忽 略 , 即 可认 为系 统 交流 母 线电压只含基波分量 。根据分配的无功补偿容量 3 结果分析确定电容 c变压器基准工作频率 50 H z,额定容量 () Δ 《电能质量 ———公用电网谐波 》规定了在 750 为 1 MVA ,连接方式为 Y2中性点地 ,以消除 3 [ 2 ] 次谐波 。 MVA 基准的短路容量下 , 注人系统 110 kV 公共 电容补偿容量 连接点的各次谐波电流允许值 。本系统 110 kV 公共连接点实际最小短路容量不同于假定的基准 短路容量 , 应 该按 照 GB / T14549 21993 附录 B 和 ) β( tan<=Q = Ptan< - 2 c av c 1按照 GB / T14549 21993附录 C 的 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 进行换算得 2 2 到本系统允许注入 110 kV 公共连接点的谐波电 1 - co s< 1 - co s< 1 2 β( )P{ 1 - } av c co s 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 于分析 [ M ]. 北 统参数 ,包括谐波源与连接点的额定电压 、短路容 京 :国防工业出版社 , 2007. [ 6 ] 量 、谐波电压和谐波阻抗等 ,以求与实际符合 。 基于 M a tlab 的电 力系 统 谐波 检测 适 用于 电收稿日期 : 2009 201 211 本文编辑 :杨林青 电力简讯国家电网公司一季度电力市场需求情况 ———用电量同比下降降幅有所减小 一季度 ,国家电网公司经营区域全社会用电量 6 315. 6亿 kW ?h,同比下降 3. 9% ,但下滑速度有所减慢 ,与 2008 年 ( ) ( )11月 - 6. 7 % 、12月 - 7. 6% 相比 ,降幅有所减小 。各产业和居民生活用电增速均有所回落 ,第二产业用电比重下 降 。第一季度 ,第一产业用电量 144. 6亿 kW ?h,同比增长 7. 0% ,增速同比回落 2. 7个百分点 ;第二产业用电量 4 534. 8 亿 kW ?h,同比下降 7. 7 % ,增速同比回落 20. 1个百分点 ;第三产业用电量 741. 4 亿 kW ?h,同比增长 6. 8 % ,增速同比 回落 9. 9个百分点 ;城乡居民生活用电量 894. 8亿 kW ?h,同比增长 7. 8% ,增速同比回落 13. 4 个百分点 。受第二产业 用电增速回落影响 ,第二产业用电比重下降至 71. 8% ,同比下降 2. 9个百分点 ,第一产业 、第三产业和居民生活用电比重 均有所上升 。第一季度 ,国家电网公司经营区域内工业用电量 4 470. 1 亿 kW ?h,同比下降 7. 9% 。其中 ,轻 、重工业用 电分别同比下降 8. 1%和 7. 8 % ;黑色金属 、有色金属 、化工和建材四大高耗能行业用电量 1 897. 7 亿 kW ?h,同比下降 11. 0 % 。各区域用电量均有所减少 。第一季度 ,华北 、华东 、华中 、东北和西北电网用电量分别同比下降 3. 7% 、3. 7% 、2. 8 % 、4. 3 %和 7. 8% ,增速分别同比回落了 16. 6、18. 7、16. 0、16. 9和 23. 6个百分点 ;分省来看 ,宁夏 、甘肃 、河南 、青海 、上 ()海 、辽宁 、福建等省 市 、自治区 用电量增速回落明显 ,下降幅度超过 20个百分点 。 国家电网一季度电源建设情况 2009年第一季度 ,在电源建设方面 ,国家电网公司经营区域内新增发电装机容量 10 900 MW ,其中水电 2 120 MW , 火电 6 480 MW ,新能源发电装机 1 500 MW ,其它发电装机 800 MW ;分地区来看 ,华北新增发电装机 2 470 MW ,华东新增 2 450 MW ,华中新增 2 700 MW ,东北新增 1 990 MW ,西北新增 1 280 MW。 ()本刊讯