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新能源并網(wǎng)下的電能質(zhì)量危機!諧波污染與電壓暫降如何解決?

王孟春 ? 來源:jf_59364107 ? 作者:jf_59364107 ? 2025-07-25 11:15 ? 次閱讀
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銷售工程師 王鑫杰13524471462

2020年我國提出了“碳達峰、碳中和”的目標,隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)高速推進,預(yù)期未來高比例電力電子設(shè)備會持續(xù)接入電網(wǎng),給電網(wǎng)的電能質(zhì)量帶來的“污染”愈加嚴重, 成為電力系統(tǒng)未來面臨的新問題 。對此,應(yīng)提前謀劃,加強管控,研究諧波畸變等關(guān)鍵因素對系統(tǒng)的影響及治理措施等,以減小對電能質(zhì)量及系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的沖擊

隨著電力電子器件的廣泛應(yīng)用,變頻器、功率調(diào)芍器、直流輸中換流閥風(fēng)電變流器、,光伏逆變器充電樁LED照明等各類電力電子裝置的規(guī)模化應(yīng)用,電網(wǎng)中諧波運行水平逐漸惡化。

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諧波監(jiān)測與暫態(tài)事件監(jiān)測是電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置的兩個重要監(jiān)測功能。諧波監(jiān)測支持直觀的柱狀圖和詳盡的表格兩種展示方式,圖1即為其柱狀圖示例。當(dāng)電網(wǎng)成發(fā)生暫升、暫降、短時中斷等暫態(tài)事故時,裝置會觸發(fā)告警及事件記錄,圖2是電壓暫降的一條事件記錄,里面詳細記錄暫降發(fā)生的時間、持續(xù)時間、暫降深度及剩余電壓等關(guān)鍵信息。此外,裝置還具備暫降源定位功能,利用等效阻抗算法,能夠準確判斷暫降源是來自母線側(cè)還是線路側(cè),如圖4展示。在暫態(tài)事件發(fā)生時,裝置還會記錄相應(yīng)的波形,圖5是一條電壓暫降的波形,這些波形對于判斷故障類型及原因至關(guān)重要。圖6和圖7呈現(xiàn)的容忍度曲線,是裝置根據(jù)暫降事故生成的ITIC和SEMI F47曲線,它們直觀地反映了事故對設(shè)備的影響程度,為故障分析提供了有力依據(jù)。通過這些功能,電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置實現(xiàn)了對電力系統(tǒng)的監(jiān)測和故障分析。

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濾波器運行前后的數(shù)據(jù)圖中,可以清楚的發(fā)現(xiàn):變壓器的電壓、電流波形由畸變嚴重變得平滑,已接近正弦波形。流經(jīng)變壓器總電流有所下降。各階次諧波均有所下降,特別是5、7、11次含量較大的諧波階次改善尤為明顯。

1)運行電流從1105A降至1068A,降低了37A

2)諧波電流明顯減小,諧波電壓明顯降低。當(dāng)3臺濾波器全部投人時,5th諧波電流從原先的115A降低至19A;7th諧電流從原先的51A降至11A;11th電流從原先的24A降低至7A。總的諧波電流畸變率從原先的12.4%降低到3.96%;電壓畸變率從原先的2.39%降至1.66%。濾波效果非常明顯。

3諧波電壓電流的降低,使得變壓器、電力電纜上因諧波電壓電流引起的額外損耗大大降低,從而降低了變壓器和電纜的運行溫度,延長了絕緣組件的使用壽命,同時節(jié)省了電費。另外,由于諧波引起的變壓器噪音也隨之降低。

4)減少了系統(tǒng)設(shè)備因波的存在造成的死機停產(chǎn)或由于控制部分誤動作造成的停機。設(shè)備供電的安全性和可靠性大大提高。

總之,設(shè)備裝設(shè)運行后,濾波狀況達到了預(yù)期的效果

3安科瑞APF有源濾波器產(chǎn)品選型

3.1產(chǎn)品特點

(1)DSP+FPGA控制方式,響應(yīng)時間短,全數(shù)字控制算法,運行穩(wěn)定;

(2)一機多能,既可補諧波,又可兼補無功,可對2~51次諧波進行全補償或特定次諧波進行補償;

(3)具有完善的橋臂過流保護、直流過壓保護、裝置過溫保護功能;

(4)模塊化設(shè)計,體積小,安裝便利,方便擴容;

(5)采用7英寸大屏幕彩色觸摸屏以實現(xiàn)參數(shù)設(shè)置和控制,使用方便,易于操作和維護;

(6)輸出端加裝濾波裝置,降低高頻紋波對電力系統(tǒng)的影響;

(7)多機并聯(lián),達到較高的電流輸出等級;

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3.4產(chǎn)品實物展示

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審核編輯 黃宇

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