[發(fā)明專利]一種用于高壓諧波源的治理方法

有效

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• 申請日: 2012-11-19
• 公開（公告）號: CN103078320A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周勝軍;劉穎英;談萌;劉劍
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院;遼寧省電力有限公司電力經(jīng)濟技術(shù)研究院;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種用于高壓諧波源的治理方法。

背景技術(shù)

無源濾波器是一種通過電容與電感元件按照一定的參數(shù)配置、一定的拓撲結(jié)構(gòu)連接而成的濾波裝置，能夠有效濾除某次或某些次諧波，是現(xiàn)代電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的一種簡單有效的濾波方式。

采用無源濾波裝置進行諧波治理時，通常將濾波裝置直接與諧波源并聯(lián)，掛接在同一母線上，以獲得最佳濾波效果。這主要是大部分諧波源負荷電壓等級比較低，其電壓一般為35kV及以下，直接并聯(lián)濾波裝置比較容易實施，造價也經(jīng)濟合理，運行維護簡單。然而，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，越來越多的工業(yè)企業(yè)負荷直接接入了高電壓等級（35kV以上）電網(wǎng)，如電氣化鐵路、冶煉工業(yè)等，使諧波直接注入到高電壓系統(tǒng)。對這類直接注入系統(tǒng)高電壓等級的諧波源，如條件允許當然可直接采用相同電壓等級的高壓濾波裝置進行治理，并獲得良好的諧波治理效果。但高壓濾波裝置在運行過程中，容易受到系統(tǒng)條件的影響，如電網(wǎng)運行方式的改變、其它諧波源負荷的變化都會帶來直接的影響。同時，其投資費用較高，例如110kV開關(guān)造價大約是35kV開關(guān)的3倍左右，其他設(shè)備造價同樣較高，而且其占地面積大，結(jié)構(gòu)、運行維護也會復(fù)雜得多。

針對上述高壓（35kV以上）諧波源負荷，本發(fā)明可以合理利用供電系統(tǒng)中的降壓變壓器和低壓（35kV及以下）無功補償設(shè)備，經(jīng)過特殊設(shè)計，使高壓母線的串聯(lián)諧振點與需要濾除的高壓諧波源負荷的特征頻率相同，達到與直接裝設(shè)高壓（35kV以上）濾波器相同的治理效果。這種特殊調(diào)諧的濾波器不失為一種治理高壓諧波的好方法，但由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，為了達到良好的濾波效果，應(yīng)避免將濾波系統(tǒng)設(shè)計得過于復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種用于高壓諧波源的治理方法，利用低壓（35kV及以下）無功補償設(shè)備串聯(lián)電力系統(tǒng)的降壓變壓器后治理高壓諧波源（35kV以上）的設(shè)計方法，并提出了設(shè)計該類濾波系統(tǒng)時的特點，可以簡化濾波系統(tǒng)設(shè)計，達到較好的濾波效果。

本發(fā)明提供的一種用于高壓諧波源的治理方法，其改進之處在于，利用低壓無功補償設(shè)備串聯(lián)電力系統(tǒng)的變壓器后治理高壓諧波源，所述方法包括如下步驟：

（1）將低壓無功補償設(shè)備接入電力系統(tǒng)的低壓母線，并得到所述濾波系統(tǒng)接入電力系統(tǒng)的等效電路圖；

（2）根據(jù)所述等效電路圖，列寫所述低壓無功補償設(shè)備在高壓側(cè)的等效基波電抗表達式；

（3）根據(jù)所述等效基波電抗表達式的濾波次數(shù)，令相應(yīng)低壓無功補償支路在高壓側(cè)的等效諧波電抗表達式為0；

（4）求解步驟（3）得到的以低壓無功補償支路感抗值為未知數(shù)的非線性方程組，取相應(yīng)實數(shù)解，即可得到各條低壓無功補償支路的參數(shù)。

其中，所述低壓無功補償設(shè)備由串聯(lián)的電抗和電容組成。

其中，步驟（1）中所述低壓母線上沒有諧波源。

其中，所述各條低壓無功補償支路一起投退，或者根據(jù)無功補償需求按照一定順序規(guī)律進行組合投退。

其中，步驟（1）所述低壓無功補償設(shè)備與所述電力系統(tǒng)變壓器的低壓母線之間串聯(lián)低壓限流電抗器。

其中，所述低壓無功補償設(shè)備通過電力系統(tǒng)的降壓變壓器連接到電力系統(tǒng)；所述降壓變壓器的原邊與所述電力系統(tǒng)連接，其副邊與所述低壓無功補償設(shè)備連接。

其中，所述低壓無功補償設(shè)備通過降壓變壓器與諧波源所在的高壓母線連接。

其中，為了達到良好的濾波效果，這種特殊調(diào)諧的濾波器由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，應(yīng)避免將濾波系統(tǒng)設(shè)計得過于復(fù)雜。其特點為：

1）低壓無功補償支路越少、濾波諧波次數(shù)越低，其設(shè)計越簡單、易行，運行也越穩(wěn)定，整個系統(tǒng)的低壓無功補償支路不宜超過3個；

2）當主變出口有限流電抗器時，每套濾波器容量可能會受到一定限制，因為容量太大將無法實現(xiàn)對高壓側(cè)形成所需要的串聯(lián)諧振點；

3）濾波器裝設(shè)在的母線上最好沒有諧波源，否則濾波器支路間會產(chǎn)生較為嚴重的環(huán)流，使濾波器安裝容量加大。

4）從理論上來說，為達到最佳濾波效果最好將所有低壓無功補償支路一起投退，但實際運行中也可根據(jù)無功需求，按照一定順序規(guī)律進行組合投退，且滿足濾波要求。

5）對降壓變壓器要求稍高，要求其能耐受一定量的諧波電流。

與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明的有益效果為：