电能质量分析及其补偿方法的研究(3)

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1.4本课题的主要工作

本论文主要分为电能质量分析和有源电力滤波器补偿谐波两部分。首先分析影响电能质量的各项具体指标，提出治理谐波的有效方案；然后针对谐波设计有源电力滤波器，并进行仿真研究看其能否补偿谐波从而提高电能质量。具体工作如下：

（1）一个电能质量分析系统，包括电压波动、谐波、三相不平衡度等指标看它们能否达到国家标准；

（2）提出能够有效治理谐波的方案，通过比较最终选择并联型有源电力滤波器来补偿谐波；

（3）提出并联型有源电力滤波器主电路各参数的设计方法；

（4）建立并联型有源电力滤波器仿真电路并分析仿真结果。

2 电能质量标准及其分析

电能作为商品时，人们就会对电能质量提出更高的要求，电能质量已经逐渐成为全社会关注的问题，需要对电能质量各项指标和改善措施进行分析和讨论。

2.1电能质量问题起因及特点

引起电能质量问题的原因：

（1）电力负荷构成的变化。当前的电力系统中存在大量的非线性负荷：大功率的电力拖动设备、大规模电力电子应用装置、直流输出装置等其他非线性负荷。此外还存在许多快速变化的冲击性负荷，例如大型马达和马达群组、高层大厦的高速电梯、高速铁路、汽车制造厂的电焊机、港口的起重机等等其他快速变化的负荷。

（2）大量注入电网的谐波。根据资料分析，发达国家50%以上的负荷需要通过电力电子装置供电，我国有30%左右。随着这些冲击性负荷、非线性负荷使用量的逐渐增加，电能质量问题将会越来越突出，由电能质量不合规格引起的电力事故的可能性也会越来越高。

电能质量的特点主要包括：

（1）电能质量的动态性：电能从生产出来直到被用户消耗是一个整体，它始终处于动态平衡，并且随着负荷和电网结构的改变而不断变化。在电力系统中，不同地点、不同时刻，电能质量的指标一般是不一样的，电能质量一直处于动态的变换之中。

（2）电能质量的相关性：由于电能不易大量存储，其生产、传输、分配和转换过程直到消耗几乎是同一时间进行的，所以当系统处在各种运行状态时，只要电能质量不达标，就会影响到设备的运行。

（3）电能质量的潜在性：电能质量的扰动多并且事故的诱发条件也十分复杂，由于电能质量问题而造成的电气设备的损坏有时不会立即出现，给电气设备的运行留下了隐患。

（4）电能质量的传播性：电能传输速度快、电气污染波及的范围广，会降低电力系统的电能质量。

（5）电能质量的复杂性：当电能质量的各项指标同时作用于一个系统时，很难给出电能质量的评判标准。

（6）电能质量的整体性：电能质量需要各方的共同努力，制定统一和可操作额合适质量标准的供电质量协议，或者也可以按照电力用户对电能质量的不同要求实行分级管理和控制。

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