简析光伏发电系统中的谐波问题
光伏逆变器谐波治理
光伏逆变器谐波治理1.引言1.1 概述概述:随着光伏逆变器的广泛应用和近年来光伏发电的快速发展,光伏逆变器的谐波问题日益凸显。
谐波是指在电力系统中,频率是电网基波频率的整数倍的波动,它通过电网传递给其他电气设备,可能引发各种电力质量问题,甚至对电网造成严重的污染。
因此,光伏逆变器的谐波治理变得至关重要。
本文旨在对光伏逆变器的谐波问题进行深入分析,并探讨谐波治理的重要性。
首先,我们将介绍光伏逆变器的谐波问题的背景和产生原因。
其次,我们将阐述谐波治理对于保障光伏发电系统的稳定运行以及提高电网电力质量的重要意义。
本文还将总结谐波治理的方法和技术,包括谐波滤波器的应用、谐波检测和控制技术等。
同时,我们将对光伏逆变器谐波治理的未来发展进行展望,探讨可能的发展方向和挑战。
最后,通过对光伏逆变器谐波治理的研究,我们有望为提高光伏发电系统的可靠性和电力质量做出贡献。
同时,也为相关研究和实际应用提供了一定的参考和指导。
1.2文章结构文章结构部分的内容应包括对整篇文章的组织和主要部分的介绍。
下面是一个可能的写作示例:在本文中,将着重讨论光伏逆变器谐波问题和谐波治理的重要性。
文章将分为引言、正文和结论三个部分进行阐述。
在引言部分,我们将首先概述光伏逆变器谐波问题的背景和现状。
通过对光伏逆变器谐波问题的简要描述,读者可以更好地了解本文所要解决的核心问题。
然后,我们将介绍本文的结构和内容安排,帮助读者快速抓住文章的重点。
正文部分将更深入地探讨光伏逆变器的谐波问题。
首先,我们将介绍光伏逆变器谐波问题的原因和特点,并分析其对光伏系统运行的影响。
接着,我们将重点讨论谐波治理在光伏系统中的重要性,包括节能减排、提高电网稳定性等方面的好处。
同时,我们还会探讨当前谐波治理技术的现状和应用情况,以及存在的挑战和待解决的问题。
在结论部分,我们将总结谐波治理的各种方法和技术,包括滤波器、优化控制等。
同时,我们会对光伏逆变器谐波治理的未来发展进行展望,提出可能的解决方案和研究方向。
光伏发电系统谐波问题分析20182.6
光伏发电中的谐波问题分析随着世界经济的快速发展和人口的不断增长,以及煤炭、石油和天然气等化石能源的日渐枯竭,能源危机已成为世界各国共同面临的课题。
与此同时,大量使用化石能源造成的生态环境破坏,也成为制约社会经济发展的瓶颈。
全球因此都在积极开发利用新能源,太阳能及光伏发电技术的诸多优点,使光伏发电受到了全世界的青睐,并在近几年保持着高速增长[1-2]。
目前,发达国家以“太阳能屋顶计划”和并网发电为基本形式,积极推广光伏产业,但与发达国家相比,我国的光伏产业还处于初级阶段[3-6]。
因此对并网型光伏系统的研究必将成为光伏发电技术研究的重点之一。
并网光伏系统作为一种分散式发电系统,以及光伏发电本身的一些特点,使得并网光伏系统对传统的集中供电系统的电网会产生一些不良的影响,如孤岛效应、无功平衡、谐波污染等[7]。
谐波污染是光伏并网系统安全可靠运行必须解决的一个问题,光伏系统中的谐波主要是在光伏并网逆变的逆变过程中产生的,它会使功率因素恶化、电压波形畸变、增加电磁干扰,对电网造成危害;并且,当光伏逆变器轻载运行时,逆变器输出的谐波含量会明显增大,在20%额定出力以下时,电流谐波总畸变率(THD)会超过5%。
因此对光伏并网系统中的谐波进行快速、准确的测量是很有必要的。
1.谐波简介电力系统中的电流电压非正弦波形都可以被分解为一个频率与其相等的正弦波形和若干频率为其频率的整数倍的正弦波。
频率与原波形相等的部分被称为基波,而频率为原波形整数倍的部分被称为谐波,频率的倍数就是谐波次数。
电力系统中的谐波绝大多数是奇次谐波。
2.谐波产生在理想的干净供电系统中,电流和电压都是正弦波的。
在只含线性元件(如:电阻)的简单电路里,流过的电流与施加的电压成正比,流过的电流是正弦波。
在电力系统中,谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。
当电流流经负载时,与所加的电压不呈线性关系,就形成非正弦电流,即电路中有谐波产生。
谐波源是产生谐波的根本原因。
光伏电站系统设计中不容忽视的谐波影响
外部因素的影响也不容忽视,这里的外部因素主要是指逆变 只要输入电流波形发生畸变,就有高次谐波存在,其输入回路
器的负载电路。目前光伏电站的发电成本相比之下还比较高, 的功率因数是不可能达到 1 的,总谐波失真度越大,则功率因
为使电站能最大限度地发挥作用,满足更多用户用电,一般都 数就越低。由畸变和谐波所造成的功率因数下降是不能用电
(3)新能源供电系统设计不规范,没考虑用电负荷增加
力,这也是提高更广大民众文化素质的基本保证,只有实现了 的潜力。供电系统的成本预算、对现场安装和维护服务费用考
Hale Waihona Puke 村村通电,才有可能实现村村通电视,村村通电话,才有可能实 虑不足,没有长期维护的资金保障,没有建立有效的运作机制。
现偏远地区居民的远程教育。如果把这个问题作为全社会的
是选用电子节能灯做为基本的照明灯具,其它电器主要是电 路呈容性或感性来进行分析计算的,所以也就不能采用补偿
视机。市场上普通的电子节能灯的功率因数基本上都在 0.5 左 的办法来提高功率因数。
右,电视机的功率因数在 0.85 左右,负载电路的平均功率因数 3 电子类电器产品的谐波
在 0.6~0.7 之间,太阳能逆变电源在这种功率因数条件下,
的运行可靠性,使电站实现最大功率输出,进一步降低供电设 流频率不同时,线路只传输无功功率,也就是说,谐波电流全是
备的故障率,避免由光伏电池初次转换而形成的电能再次被 无功电流。因此,功率因数取决于两个因素:一是线路电压和电
浪费,成为各电源设备的生产厂商研究和开发的主要内容,而 流之间的相位角或有功功率与视在功率的比值;二是谐波含
* 张盛忠, 1967 年生, 工程师 地址: 新疆乌鲁木齐市
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光伏并网发电系统的谐波检测与抑制硏究
光伏并网发电系统的谐波检测与抑制硏究随着人们对新能源的关注和应用的不断推进,光伏并网发电系统已经成为了现代人们生活中的重要组成部分。
然而,这类系统的运行过程中,会产生一定的谐波电流和电压,对电力系统的稳定性和高质量的电能供应造成影响。
因此,对光伏并网发电系统的谐波检测与抑制进行研究具有一定的实际意义。
一、光伏并网发电系统的谐波产生原因光伏并网发电系统中,谐波的产生可以从两个方面来考虑:直流侧和交流侧。
在直流侧,谐波电流主要来自于直流侧开关元件(包括桥式整流器、DC-DC升压转换器等)的非线性电特性所带来的涟漪电流,其频率多为几十kHz。
在交流侧,谐波电流主要来自于逆变器端,其频率多为几百Hz、几千Hz甚至上万Hz。
其主要产生原因为逆变器输出电压和电流之间的瞬时非线性关系所带来的高次谐波成分和脉冲成分,并且逆变器输出电压波形难以强制将滤波电容器充电至额定值,而导致谐波电流的产生。
二、光伏并网发电系统的谐波检测1、电网电流中的谐波分析在发电系统中,电网电流谐波分析是一个非常重要的分析手段,它可以用于分析系统中的谐波衰减情况,判断谐波电流是否引起的可能的安全隐患,并且能够为系统的改进提供重要的参考意见。
通过对谐波含量的分析可以确定谐波产生原因,对电网电流中出现谐波的频率、相位和谐波含有的特定频率组分进行检测。
2、谐波检测仪器谐波检测仪器是在确认谐波电流峰值、频率、相位等方面起到关键作用的。
在现代仪器仪表的帮助下,可以对谐波进行准确且高效的测量。
例如,使用数字电压电流计、多功能电能质量仪器、功率质量分析仪等专业仪器进行谐波检测,可以帮助检测谐波并帮助确定各谐波级别。
三、光伏并网发电系统谐波的抑制方法1、通过滤波器抑制谐波滤波器是抑制谐波的最常用方法之一。
滤波器通过设计优良的电路拉低谐波电流的不良频率成分,从而达到抑制谐波的效果。
其中最常用的是L和C滤波器、电感电容滤波器和有源滤波器。
2、采用P-Q理论采用P-Q理论并结合电容器来抑制谐波是另一种常用的谐波抑制方法。
光伏发电系统并网的谐波治理
光伏发电系统并网的谐波治理摘要:随着人们生活水平的提高,对电力的需求量不断增加。
现阶段,大量新能源发电接入电力系统,光伏并网系统中光伏逆变器输出阻抗与电网侧等效阻抗在并网交点处的等效阻抗和出现极小值,此时电网电流迅速增大引发系统的谐振问题,因此有必要构建光伏逆变器参数的稳定域从而对系统是否发生谐波谐振进行评估和预警。
对此,为了研究光伏逆变器与电网中谐波谐振交互影响的问题,提出了一种新型模态分析法,建立了光伏谐波源的诺顿等效模型并推导出逆变器的等效输出阻抗公式,基于Gerschgorin圆盘定理求解状态矩阵的最优相似变换模型,以此构建出光伏逆变器参数的安全域并与传统的逐点法进行对比,算例仿真结果表明了该方法在计算准确性和计算效率方面的优越性。
关键词:光伏发电;系统并网;谐波治理引言煤、石油、天然气等传统化石能源具有储存量有限且不可再生性,使用过程中还会带来严重的环境污染问题。
开发绿色可再生的新能源成了刻不容缓的一项全球性任务。
太阳能是其中分布范围最广、可大范围开发利用、不产生污染、用之不竭的一种新能源,各国都在大力发展太阳能发电。
随着电网结构越来越庞大及分布式发电形式的发展,光伏并网发电系统将得到广泛应用,但其谐振问题值得关注。
1光伏并网系统谐振问题图1为光伏并网系统结构图。
光伏并网系统由光伏电池部分、逆变器部分、LCL滤波器部分及电网部分组成,由n台逆变器系统并联在公共母线上再接入电网。
其中,PV1~PVn为光伏电池组阵列;MPPT模块为最大功率点跟踪控制单元;Cdci为直流侧稳压电容;R1-n、R2-n分别为LCL滤波器逆变器侧电感的寄生电阻和网侧电感的寄生电阻;L1-n、L2-n分别为滤波器逆变器侧电感和网侧电感;Ci为滤波器的滤波电容;Upcc为并网连接母线处的母线电压;Rg、Lg分别为电网等效阻抗;Ug、ig分别为电网电压和电流。
由于光伏发电系统的输出时常有不稳定且间歇性的情况出现,因此光伏并网发电系统的输出含有不少谐波频谱。
光伏逆变器的谐波抑制与功率因数优化
光伏逆变器的谐波抑制与功率因数优化光伏逆变器是将太阳能光能转化为交流电能的重要设备,广泛应用于太阳能发电系统中。
然而,光伏逆变器在运行过程中存在谐波产生和功率因数低的问题,这会导致电网电压失真、设备损坏,甚至影响发电系统的稳定性和效率。
因此,谐波抑制和功率因数优化成为光伏逆变器设计与研究的重要方向。
首先,我们来谈谐波抑制。
光伏逆变器在光伏系统中起到将直流电能转换为交流电能的关键作用。
然而,由于光伏电池的工作特性和光照条件的变化,光伏逆变器输出的交流电存在谐波成分。
谐波会导致电压和电流的波形失真,给电网和其他电器设备带来不利影响。
为了解决光伏逆变器谐波问题,可以采用滤波器来对谐波进行抑制。
滤波器是一种通过选择合适的响应频率的电路,将不需要的频率成分滤除的装置。
在光伏逆变器中,可以使用谐波滤波器对逆变器的输出进行滤波处理,抑制谐波的产生。
常见的谐波滤波器包括电感滤波器、电容滤波器和谐振转移型滤波器等。
另外,采用多电平拓扑的光伏逆变器可以实现更好的谐波抑制效果。
多电平拓扑光伏逆变器通过增加逆变器的电平数,可以提供更多的电压级别,从而减小逆变器输出波形的谐波含量。
常见的多电平拓扑包括多电平逆变器、多电平谐振逆变器和多电平开关逆变器等。
除了谐波抑制,功率因数优化也是光伏逆变器设计中需要考虑的重要问题。
功率因数是交流电系统中衡量有功功率和视在功率之比的参数。
功率因数越接近1,说明逆变器对电网负载的有功功率提供能力越强。
而功率因数低则会导致无效功率的增加,浪费能源同时也增加了负载电网的压力。
提高光伏逆变器的功率因数可以采用功率因数校正技术和谐波消除技术。
功率因数校正技术主要通过合理设计电路拓扑和控制策略,使逆变器输出尽可能接近正弦波,减小谐波成分,从而提高功率因数。
谐波消除技术则是通过滤波器来去除逆变器输出中的谐波成分,降低电网的失真,进而改善功率因数。
此外,利用电容来实现功率因数优化也是一种常见的方法。
在光伏逆变器中,电容可以被用来储存电能,并在需要时释放。
简析光伏发电系统中的谐波问题
简析光伏发电系统中的谐波问题课程论文/研究报告课程名称:新能源技术任课教师:、论文/研究报告题目:简析光伏发电系统中的谐波问题完成日期:2013 年10 月22 日学科:水利工程学号:姓名:%简析光伏发电系统中的谐波问题摘要:太阳能光伏发电技术是通过光伏组件将太阳能转化为直流电,再通过并网型逆变器将直流电转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流并进入电网。
逆变过程中会产生大量谐波,造成谐波污染。
本文简述了太阳能光伏发电系统中谐波产生的原因,分析了谐波对供配电系及其设备和系统运行造成的危害,以及谐波治理的相关方法,最后对电力系统中谐波分析的手段进行了总结。
关键词:光伏发电,谐波抑制,滤波器,谐波检测引言:随着全球经济的迅速发展,传统的化石能源随之越用越少,随着而来的是温室效应,酸雨等环境污染问题,所以有必要进行能源结构的调整,为人类的可持续发展寻找出路。
当下主流的新能源有风能,太阳能,地热能,生物质等,这些新能源虽然含量巨大,但是能流密度太小,开发起来很不经济,特别是在当前技术条件不成熟的环境下。
太阳能光伏发电技术作为一种清洁的能源开发模式,受到了人类的青睐,太阳能光伏发电存在诸多问题,如能量不连续,储能问题,并网问题,谐波污染问题等。
本文针对太阳能光伏发电系统中的谐波问题,简述了太阳能光伏发电系统中谐波产生的原因,分析了谐波对供配电系及其设备和系统运行造成的危害,以及谐波治理的相关方法,最后对电力系统中谐波分析的手段进行了总结。
—1 谐波产生的原因什么是谐波谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量,一般是指对周期性的非正弦电量进行傅立叶级数分解,其余大于基波频率的电流产生的电量。
根据傅立叶级数的原理,周期函数都可以展开为常数与一组具有共同周期的正弦函数和余弦函数之和。
其中,常数项成为的直流分量;称为一次谐波(又叫做基波);而,,…等依次称为二次谐波,三次谐波,等等。
谐波的产生在理想的干净供电系统中,电流和电压都是正弦波的。
《微网光伏发电系统中谐波的治理研究》范文
《微网光伏发电系统中谐波的治理研究》篇一一、引言随着全球能源结构的转变,微网光伏发电系统作为一种清洁、可再生能源,越来越受到人们的关注。
然而,在实际应用中,光伏发电系统会产生一定的谐波,对电网系统产生不利影响。
因此,对微网光伏发电系统中谐波的治理研究具有重要意义。
本文将分析微网光伏发电系统中的谐波问题,并探讨有效的治理方法。
二、微网光伏发电系统中的谐波问题微网光伏发电系统中的谐波主要来源于逆变器等电力电子设备。
由于光伏电池板的输出为直流电,需要通过逆变器将其转换为交流电并入电网。
在这一过程中,逆变器会产生一定的谐波分量,对电网造成污染。
此外,光伏发电系统的并网运行也会对电网的电压、电流波形产生影响,引发电网的谐波问题。
三、谐波对微网光伏发电系统的影响谐波对微网光伏发电系统的影响是多方面的。
首先,谐波会导致电网电压、电流波形畸变,降低电能质量。
其次,谐波会增加电网的损耗,降低系统的运行效率。
此外,谐波还可能对其他设备产生干扰,影响其正常运行。
最后,长期存在的谐波问题还可能对电网设备造成损坏,增加维护成本。
四、微网光伏发电系统中谐波的治理方法针对微网光伏发电系统中的谐波问题,可采取以下治理方法:1. 优化逆变器设计:通过改进逆变器的电路结构、控制策略等手段,降低其产生的谐波分量。
2. 安装滤波装置:在光伏发电系统中安装滤波装置,如无源滤波器或有源滤波器等,用于消除电网中的谐波分量。
3. 实施无功补偿:通过无功补偿装置,对电网中的无功功率进行补偿,改善电网的功率因数,从而降低谐波的产生。
4. 优化并网策略:通过优化光伏发电系统的并网策略,如控制并网电压、电流等参数,以减小对电网的谐波影响。
5. 加强监测与维护:定期对微网光伏发电系统进行监测与维护,及时发现并处理谐波问题,防止其扩大影响。
五、实例分析以某微网光伏发电系统为例,通过安装有源滤波器,有效消除了电网中的谐波分量,提高了电能质量。
同时,优化了逆变器的控制策略,降低了其产生的谐波分量。
《微网光伏发电系统中谐波的治理研究》范文
《微网光伏发电系统中谐波的治理研究》篇一一、引言随着清洁能源的快速发展,微网光伏发电系统在电力供应中扮演着越来越重要的角色。
然而,在微网光伏发电系统的运行过程中,谐波问题逐渐凸显,对电力系统的稳定性和电能质量造成了严重影响。
因此,对微网光伏发电系统中谐波的治理研究显得尤为重要。
本文旨在探讨微网光伏发电系统中谐波的产生原因、影响及治理方法,为实际工程应用提供理论支持。
二、微网光伏发电系统中谐波的产生原因及影响1. 产生原因微网光伏发电系统中谐波的产生主要来源于光伏发电设备的非线性特性。
在光伏电池的工作过程中,由于电流和电压的非线性关系,会产生一定量的谐波。
此外,逆变器等设备也会产生谐波。
2. 影响谐波对微网光伏发电系统的影响主要表现在以下几个方面:一是影响电力系统的稳定性,可能导致电压波动、频率偏移等问题;二是降低电能质量,影响用电设备的正常运行;三是可能引发电力系统中的谐振现象,对设备造成损害。
三、微网光伏发电系统中谐波的治理方法针对微网光伏发电系统中谐波的治理,本文主要介绍以下几种方法:1. 优化设备设计在设备设计阶段,应充分考虑设备的非线性特性,优化电路设计,降低谐波的产生。
例如,采用高性能的逆变器,提高其滤波性能,减少谐波的输出。
2. 安装滤波装置在微网光伏发电系统中安装滤波装置是治理谐波的有效方法。
滤波装置可以有效地吸收和抑制谐波,提高电力系统的稳定性。
根据实际需要,可以选择无源滤波器或有源滤波器。
无源滤波器具有成本低、维护简单等优点,但可能存在滤波效果不够理想的问题;有源滤波器虽然成本较高,但具有较好的滤波效果和动态响应性能。
3. 实时监测与控制通过实时监测微网光伏发电系统中的谐波情况,可以及时发现并处理谐波问题。
同时,通过控制策略,如调整逆变器的输出功率、改变滤波器的运行状态等,可以有效地抑制谐波的产生和传播。
4. 合理配置电力系统参数合理配置电力系统的参数,如电容、电感等,可以改善电力系统的阻尼特性,降低谐波的传播和放大。
光伏并网逆变系统谐波综合分析
光伏并网逆变系统谐波综合分析目录一、内容描述 (2)1.1 研究背景与意义 (3)1.2 国内外研究现状 (3)二、光伏并网逆变系统基础 (5)2.1 光伏并网逆变器原理 (6)2.2 光伏并网逆变系统结构 (7)三、谐波产生机理及危害 (9)3.1 电流谐波产生机理 (10)3.2 电压谐波产生机理 (11)3.3 谐波对光伏系统的影响 (12)四、光伏并网逆变系统谐波检测方法 (13)4.1 电流谐波检测方法 (15)4.2 电压谐波检测方法 (16)五、光伏并网逆变系统谐波治理技术 (17)5.1 无源滤波器 (18)5.2 有源滤波器 (18)5.3 混合滤波器 (19)六、光伏并网逆变系统谐波综合评估 (21)6.1 谐波含量评估 (22)6.2 谐波治理效果评估 (23)七、案例分析 (24)7.1 光伏并网逆变系统谐波治理成功案例 (25)7.2 光伏并网逆变系统谐波治理失败案例分析 (26)八、结论与展望 (28)8.1 研究成果总结 (29)8.2 未来发展趋势与展望 (30)一、内容描述随着可再生能源的快速发展和广泛应用,光伏发电在电力系统中的占比逐年增加。
光伏并网逆变系统作为光伏发电系统的核心组成部分,其性能优劣直接影响到光伏发电系统的稳定性和可靠性。
谐波是光伏并网逆变系统中常见的电能质量问题之一,它不仅影响电力系统的电能质量,还可能对电网和设备造成损害。
本文将对光伏并网逆变系统的谐波产生机理进行深入分析,探讨谐波产生的原因及其对电力系统的影响。
本文将介绍一种基于数字信号处理(DSP)的光伏并网逆变系统谐波综合分析方法,该方法能够实时监测和分析光伏并网逆变系统中的谐波电流,为电网运行提供有力支持。
我们将首先介绍光伏并网逆变系统的基本原理和结构,然后详细分析谐波的产生机理及其对电力系统的影响。
我们将介绍一种基于DSP的光伏并网逆变系统谐波综合分析方法,包括谐波检测算法、谐波源定位算法以及谐波抑制策略等方面的内容。
光伏逆变器谐波治理 -回复
光伏逆变器谐波治理-回复光伏逆变器谐波治理是光伏发电系统中一个重要的技术问题,它关系到光伏逆变器运行的稳定性和发电效率。
本文将逐步回答关于光伏逆变器谐波治理的问题,包括谐波的概念、产生原因、对光伏逆变器的影响以及谐波治理的方法。
一、谐波的概念和产生原因谐波是指频率是基波频率的整数倍的波动,它们在电力系统中产生的原因主要有两个方面。
首先,非线性电器设备的使用会产生谐波。
在光伏发电系统中,逆变器是非线性电器设备之一,因为它的电压-电流特性不符合线性关系。
这种非线性关系会引起电流的非正弦谐波成分,从而产生谐波。
其次,电网的污染也是谐波产生的原因之一。
电力系统中其他非线性负载设备,如电视、电脑等,以及电子器件中所使用的整流器等都会产生谐波。
这些谐波从电网中传输到光伏发电系统中,进而对逆变器产生不利影响。
二、谐波对光伏逆变器的影响谐波对光伏逆变器的影响主要有以下几个方面。
1. 降低发电效率:谐波会引起逆变器的功率损失,从而降低光伏发电系统的总发电效率。
这是因为非正弦谐波成分会引起逆变器中的元件损耗,同时还会导致电网对逆变器产生干扰,使得逆变器不能以最佳状态工作。
2. 破坏逆变器:过多的谐波会导致逆变器内部电路过载,从而对逆变器产生破坏。
特别是当谐波电流变大时,逆变器的功率元件可能无法承受过大的谐波电流,导致元件损坏或烧毁。
3. 产生电磁干扰:谐波会引起电磁干扰,影响与光伏发电系统相连的其他设备的正常运行。
这会降低光伏发电系统的整体可靠性和稳定性,同时也会对电网带来不利影响。
三、谐波治理的方法为了解决光伏逆变器谐波带来的问题,需要采取一些谐波治理措施。
1. 谐波滤波器:安装谐波滤波器是目前常用的谐波治理方法之一。
谐波滤波器能够根据频率选择性地吸收和消除谐波,从而减少谐波对逆变器的影响。
谐波滤波器一般包括无源谐波滤波器和有源谐波滤波器两种类型,具体选择哪种类型需要根据实际情况做出决策。
2. 优化逆变器设计:改进逆变器的设计也是谐波治理的重要手段。
光伏逆变器输出电压谐波分析
光伏逆变器输出电压谐波分析随着全球对可再生能源的日益重视,光伏发电系统作为一种环保、可持续的能源发电方式在各个国家得到广泛应用。
而在光伏发电系统中,逆变器作为关键设备,将直流电转换为交流电供电网使用。
然而,逆变器输出电压中存在谐波,严重影响了电网的稳定性和功率质量。
因此,对光伏逆变器输出电压谐波的分析与研究具有重要意义。
一、光伏逆变器输出电压谐波的成因光伏逆变器输出电压谐波主要来源于其工作原理以及电路拓扑结构所带来的影响。
首先,逆变器中的功率开关器件存在导通、关断的过渡过程,这会导致输出电压的不完美波形。
其次,逆变器的电路拓扑结构也会导致电压谐波的产生。
例如,之前常用的PWM调制方式会引入多个谐波成分,而如今多数光伏逆变器采用了更先进的全桥拓扑结构,能够减小电压谐波。
二、光伏逆变器输出电压谐波的影响光伏逆变器输出电压谐波对电网和相关设备都会带来不良影响。
首先,电压谐波会使电网中其他用户的电压波形变得畸形,引起电器设备的异常工作,甚至造成设备损坏。
其次,电压谐波还会引起电流谐波,导致系统中电流的失真,进一步影响电能质量。
此外,电压谐波还会对发电系统的发电能力产生影响,降低光伏发电系统的发电效率。
三、光伏逆变器输出电压谐波的分析方法为了降低光伏逆变器输出电压谐波,需要采用合适的分析方法和调控策略。
常见的方法包括傅里叶变换、谐波分析和仿真模拟等。
傅里叶变换是谐波分析的基础,通过将电压信号转换到频域,可以清晰地观察到谐波成分。
谐波分析主要通过计算不同谐波成分的含有率来判断电压谐波的级别和对电网的影响。
仿真模拟是对光伏逆变器输出电压进行数学建模,并通过计算机模拟其在不同工况下的性能,可以全面了解电压谐波的来源和变化规律。
四、光伏逆变器输出电压谐波的解决办法针对光伏逆变器输出电压谐波问题,可以采取多种解决办法。
首先,对逆变器电路拓扑进行优化设计,选择合适的拓扑结构,使电压谐波尽可能减小。
其次,控制策略的改进也可以减小电压谐波的产生。
光伏电站谐波超限解决方案_概述及解释说明
光伏电站谐波超限解决方案概述及解释说明1. 引言1.1 概述光伏电站作为一种可再生能源发电方式,在全球范围内广泛应用。
然而,随着光伏电站规模和装机容量的增加,谐波超限问题也逐渐凸显出来。
谐波是指不同频率的波形在电路中存在的现象,当谐波超过了国家标准规定的限值时,就会对光伏电站的运行产生负面影响。
1.2 文章结构本文将分为五个部分来详细介绍光伏电站谐波超限问题及其解决方案。
首先,在引言部分我们将概述本文内容并阐明文章目的。
其次,第二部分将重点讨论光伏电站谐波问题,包括谐波的定义、谐波对光伏电站的影响以及产生谐波超限问题的原因。
接下来,在第三部分中,我们将介绍第一个解决方案:谐波滤波器的应用。
这一部分将涵盖谐波滤波器的原理和类型介绍、在光伏电站中配置使用谐波滤波器的方法以及对谐波滤波器优缺点的分析。
然后,在第四部分中,我们将介绍第二个解决方案:电力系统运行参数优化方法。
这一部分将讨论系统功率因数校正和控制方法的介绍、有源功率调节装置在光伏电站中的应用以及电力系统运行参数优化策略的分析与实践案例介绍。
最后,在结论部分,我们将对光伏电站谐波问题所采用的解决方案进行总结和讨论,并展望未来发展趋势和研究方向。
1.3 目的本文的主要目的是为读者提供关于光伏电站谐波超限问题及其解决方案的全面理解。
通过对谐波问题的概述和分析,读者将能够了解谐波对光伏电站运行带来的影响和危害。
同时,我们将详细介绍谐波滤波器和电力系统运行参数优化方法这两种常见的解决方案,并比较它们在应用中的优缺点。
最后,我们还将展望未来在光伏电站谐波超限问题研究领域可能取得的进展,并提出一些值得深入研究的方向。
以上为引言部分的详细清晰撰写,请参考。
2. 光伏电站谐波问题2.1 谐波的定义谐波是指频率是基波整数倍的电信号。
在光伏电站中,由于电网非线性负载和光伏逆变器工作方式的特殊性,会产生各种谐波成分。
2.2 谐波对光伏电站的影响谐波对光伏电站产生以下影响:- 建筑物和设备损坏:谐波引起的过电压和过流可能导致设备过热、绝缘击穿等问题,从而造成设备损坏。
分布式光伏发电系统的滤波与谐波控制技术研究
分布式光伏发电系统的滤波与谐波控制技术研究摘要:随着可再生能源的快速发展,分布式光伏发电系统在全球范围内得到了广泛的应用和推广。
然而,由于光伏发电系统的不稳定性和电力网络负荷之间存在的电磁干扰问题,需要针对分布式光伏发电系统进行滤波与谐波控制技术的研究。
本文将重点分析现有滤波与谐波控制技术,并提出一种基于分布式光伏发电系统的滤波与谐波控制技术,为分布式光伏发电系统的稳定运行和电力网络质量提供有效的保障。
1. 引言分布式光伏发电系统是指将太阳能转化为电能的发电系统分布在电力网络中的各个节点上,实现对电力系统的分布式供电。
然而,光伏发电系统的非线性特性给电力系统带来了很多挑战,其中之一就是电力网络上的电磁干扰问题。
滤波与谐波控制技术的研究对于保持电力网络的质量和稳定运行非常重要。
2. 分布式光伏发电系统的滤波技术研究滤波技术是分布式光伏发电系统中控制电磁干扰的关键技术之一。
目前,常见的滤波技术包括无源滤波、有源滤波和混合滤波等。
无源滤波是指通过电容器、电感器等被动元件来抑制电磁干扰信号的传播和传递。
而有源滤波则是利用逆变器等能够主动干预电力网络的设备来消除电磁干扰的影响。
混合滤波则是无源滤波和有源滤波的结合体,能够综合利用二者的优点,并在实际应用中起到更好的滤波效果。
3. 分布式光伏发电系统的谐波控制技术研究谐波控制技术是解决电磁干扰问题的有效方法之一。
由于分布式光伏发电系统中逆变器等电力电子设备会引起功率电子电路的谐波,对电力网络的质量造成不利影响。
因此,研究谐波控制技术对于保证电力网络的稳定运行至关重要。
目前,常见的谐波控制技术包括谐波抑制滤波器、谐波干扰抑制技术和谐波模块化等。
这些技术能够在逆变器输出的电流中识别和消除谐波成分,从而提高电力网络的质量。
4. 基于分布式光伏发电系统的滤波与谐波控制技术基于分布式光伏发电系统的滤波与谐波控制技术是结合滤波技术和谐波控制技术的应用研究。
通过针对分布式光伏发电系统的电磁干扰问题,提出了一种基于混合滤波和谐波抑制滤波器的技术解决方案。
光伏并联变换器谐波谐振抑制方法
光伏并联变换器谐波谐振抑制方法探讨在光伏发电系统中,光伏并联变换器是一个重要的部件,它负责将光伏电池板的直流电转换为交流电并与电网进行连接。
然而,在这个过程中,谐波和谐振问题经常会出现,给系统的稳定性和效率带来挑战。
我们有必要探讨光伏并联变换器谐波谐振抑制方法,以确保系统的正常运行和性能提升。
1. 问题分析光伏并联变换器在运行过程中会产生谐波,这主要是由于电子开关器件的导通和关断引起的。
系统中的谐振现象也会导致电压或电流的不稳定,甚至损坏电网或光伏发电系统。
我们必须采取相应的措施来抑制谐波和谐振,从而提高系统的稳定性和安全性。
2. 谐波谐振抑制方法为了有效抑制光伏并联变换器的谐波谐振问题,我们可以采取以下方法:2.1 控制策略优化通过优化控制策略,我们可以减小电子开关器件的导通和关断导致的谐波问题。
引入谐波抑制控制算法,通过对电流和电压的精确控制来减小谐波的产生。
2.2 滤波器的应用在光伏并联变换器中加入滤波器是常见的抑制谐波的方法。
滤波器可以有效地滤除谐波成分,使输出波形更加纯净,减小对电网的影响。
2.3 谐振抑制电路的设计针对系统中可能存在的谐振问题,可以设计谐振抑制电路,通过改变系统的参数或结构来调整谐振频率,从而抑制谐振现象。
3. 个人观点在光伏发电系统中,光伏并联变换器谐波谐振抑制是一个复杂而重要的问题。
我认为,在解决这一问题时,需要综合考虑系统的结构特点和运行环境,采取多种手段综合抑制谐波和谐振,从而实现系统的稳定运行和高效发电。
随着光伏发电技术的不断发展,我相信会有更多创新的抑制方法应运而生,为光伏发电行业带来更大的发展空间和潜力。
总结通过对光伏并联变换器谐波谐振抑制方法的探讨,我们可以清楚地了解到这一问题的严重性和复杂性。
在光伏发电系统中,谐波和谐振问题不容忽视,需要我们采取有效的措施来加以抑制。
通过优化控制策略、应用滤波器和设计谐振抑制电路等手段,我们可以有效地解决这一问题,保障系统的稳定性和安全性。
《微网光伏发电系统中谐波的治理研究》范文
《微网光伏发电系统中谐波的治理研究》篇一一、引言随着科技的发展和环保意识的提高,微网光伏发电系统作为一种清洁、可再生的能源,受到了广泛关注和应用。
然而,在微网光伏发电系统中,由于各种因素导致的谐波问题也逐渐显现,影响了系统的正常运行和电力质量。
因此,研究微网光伏发电系统中谐波的治理问题显得尤为重要。
二、微网光伏发电系统中的谐波问题谐波是指电力系统中由于非线性负载、变换器等设备引起的电压或电流波形偏离正弦波的畸变现象。
在微网光伏发电系统中,由于光伏电池板、逆变器等设备的非线性特性,容易产生谐波。
这些谐波会严重影响电力系统的正常运行,导致设备损坏、能源浪费、电能质量下降等问题。
三、谐波治理的必要性针对微网光伏发电系统中的谐波问题,进行治理的必要性主要体现在以下几个方面:1. 保护设备:谐波会导致设备过热、损坏,甚至引发火灾等安全事故。
通过治理谐波,可以保护设备正常运行,延长使用寿命。
2. 提高电能质量:谐波会影响电能质量,导致电压波动、闪烁等问题。
治理谐波可以提高电能质量,满足用户对电力质量的需求。
3. 节能减排:谐波会导致能源浪费,治理谐波可以减少能源损失,实现节能减排的目标。
四、谐波治理方法及技术研究针对微网光伏发电系统中的谐波问题,可以采取以下治理方法及技术研究:1. 安装滤波器:在光伏发电系统中安装滤波器,对谐波进行滤波处理,减少谐波对电力系统的影响。
2. 优化设备选型和配置:选择具有较低谐波含量的设备和优化设备配置,从源头上减少谐波的产生。
3. 采用先进的控制技术:通过采用先进的控制技术,对逆变器等设备进行控制,减少谐波的产生和传播。
4. 研发新型材料和器件:研发具有低谐波特性的新型材料和器件,提高光伏发电系统的性能和效率。
5. 建立谐波监测系统:建立谐波监测系统,实时监测电力系统中谐波的含量和分布情况,为治理谐波提供依据。
五、实例分析以某微网光伏发电系统为例,通过安装滤波器、优化设备选型和配置、采用先进的控制技术等措施,对系统中的谐波进行治理。
分布式光伏发电系统的谐波分析
由于本分布式光伏发电系统自身具有的不定因素使得其本身可 能携带大量谐波,如此将分布式电源的发电质量及其电能利用大 打折扣。本文选择分布式光伏发电系统作为研究对象,就其发电 过程产生的谐波特点进行分析,对光伏发电系统的光伏电池组做 了数学模型和建模仿真,验证了光照强度等各项技术的日臻纯熟使得太阳能、沼气等多种清洁能源大范围 的深入居民的生产生活。首先本文详细的介绍并研究了分布式 太阳能、沼气等绿色能源的发展背景以及谐波分析的发展现状, 针对不同发电电源的特点对比其谐波产生的可能性。
针对国际光伏发电电能质量谐波的标准,对国内外的谐波研究比 较总结出如今依旧待解决的方向。分布式电源的发电方式不尽 相同,但大多需要使用逆变器将直流电与交流电进行转换。
通过分析对比谐波的多种分析方法以及算法,以传统的傅里叶分 析方法入手就分布式光伏系统发电特征针对分布式光伏发电系 统进行了研究。本文在同步采集和非同步采集不同状态下的信 号特点基于传统傅立叶方法,针对频谱泄漏和栅栏效应对谐波的 影响特点,利用Hamming窗、Hanning窗、4项3阶Nuttall窗的旁 瓣值、主瓣值、旁瓣衰减速度等窗函数的拦截特性对应选择最 适合的窗函数进行分析修正,抑制频率泄漏和增加信号的精确性。
另外提出了卷积窗改进算法且具体介绍了谐波分析的流程,然后 仿真比对并验证,对其它窗函数而言该算法在微弱谐波幅值检测 及简化计算量上的优越性,最后针对发电系统中常存在的间谐波 进行了常用窗函数的对比仿真分析,有效提升了分布式光伏发电 系统中谐波分析的精准性,对该系统现实应用意义极大。
光伏发电系统并网的谐波治理
光伏发电系统并网的谐波治理摘要:近年来,我国电力事业发展已经相当成熟,光伏发电应景在电力行业中占据了重要地位。
由于光伏发电系统的自身特性,会不可避免地产生谐波电流,注入公用电网,造成电网电能质量下降,可能导致电网内设备故障,影响电力正常输送。
基于此,分析、讨论谐波的危害及治理办法。
关键词:光伏发电系统;谐波治理1光伏发电系统概述光伏发电是利用半导体材料的光生伏特效应原理直接将太阳辐射能转换为电能的技术。
所谓光生伏特效应,简言之,就是当物体受到光照时,物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。
在各种新能源利用中,光伏发电是非常普遍和极其重要的一种发电方式。
这是因为光伏发电除了像其他发电一样能够节省投资、降低能耗、提高电力系统可靠性和灵活性以外,还具有以下独特的优点。
(1)资源充足,可再生。
(2)资源分布广泛,很多地区常年有充足的太阳能资源。
(3)清洁环保,噪声污染也很小。
(4)不容易损坏,运行维护简单,运行费用低,使用寿命长。
(5)在建筑多土地资源不足的地方,可以有效利用建筑物屋顶和幕墙,无需占用土地资源。
而且各种彩色光伏组件可取代和节约玻璃幕墙等外饰材料。
所以,尽管光伏发电有着能量分散、间歇性大、地域性强、转换效率低和成本高等缺点,但是世界各国仍然踊跃制定相关政策鼓励光伏产业的发展。
光伏发电有离网和并网两种运行方式。
所谓离网运行是指负荷由光伏发电系统单独供电的运行方式。
并网运行是指光伏发电系统接入配电网,与原有公用电网一起向负荷供电的运行方式。
过去,由于太阳能电池的生产成本居高不下,光伏发电大多只工作在离网运行方式,用于为居住分散、使用化石燃料成本高、送电难度大的地区提供一种经济的发电方式。
离网型光伏发电系统常与其他发电系统组成混合供电系统,如风-光混合系统、风-光-油混合系统等。
近年来,并网光伏系统的年安装容量已占到世界太阳能电池年产量的70%以上。
而且,与离网光伏系统相比可以省掉蓄电池,使建设投资减少25%—30%,从而使发电成本大为降低。
光伏电站谐波超限解决方案
光伏电站谐波超限解决方案
光伏电站的谐波超限问题主要是由于光伏逆变器产生的谐波引起的。
为了解决光伏电站谐波超限问题,可以采取以下一些解决方案:
1. 安装谐波滤波器:谐波滤波器可以将电网中的谐波进行滤波,从而减少谐波对电网的影响。
可以根据实际情况选择合适的谐波滤波器类型和容量。
2. 优化光伏逆变器设计:通过改进光伏逆变器的设计,降低谐波产生的程度。
可以采用多级逆变器、PWM调制技术等来减少谐波的产生。
3. 控制光伏逆变器输出功率:通过控制光伏逆变器的输出功率,可以减少谐波的产生。
可以根据电网谐波限值进行功率控制,确保光伏电站的谐波水平在合理范围内。
4. 增加电网负载:增加电网负载可以帮助吸收部分谐波,从而减少谐波对电网的影响。
可以通过增加电力消耗设备、调整用电时间等方式增加电网负载。
5. 定期检测和维护:定期检测光伏电站的谐波水平,及时发现问题并进行维护。
可以通过谐波监测仪器进行定期检测,以确保光伏电站的运行正常。
需要注意的是,解决光伏电站谐波超限问题需要综合考虑电网要求、
光伏逆变器技术以及电站运行状态等因素。
因此,最佳的解决方案应根据具体情况进行选择和优化。
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课程论文/研究报告课程名称:新能源技术任课教师:、论文/研究报告题目:简析光伏发电系统中的谐波问题完成日期:2013 年10 月22 日学科:水利工程学号:姓名:%简析光伏发电系统中的谐波问题摘要:太阳能光伏发电技术是通过光伏组件将太阳能转化为直流电,再通过并网型逆变器将直流电转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流并进入电网。
逆变过程中会产生大量谐波,造成谐波污染。
本文简述了太阳能光伏发电系统中谐波产生的原因,分析了谐波对供配电系及其设备和系统运行造成的危害,以及谐波治理的相关方法,最后对电力系统中谐波分析的手段进行了总结。
关键词:光伏发电,谐波抑制,滤波器,谐波检测引言:随着全球经济的迅速发展,传统的化石能源随之越用越少,随着而来的是温室效应,酸雨等环境污染问题,所以有必要进行能源结构的调整,为人类的可持续发展寻找出路。
当下主流的新能源有风能,太阳能,地热能,生物质等,这些新能源虽然含量巨大,但是能流密度太小,开发起来很不经济,特别是在当前技术条件不成熟的环境下。
太阳能光伏发电技术作为一种清洁的能源开发模式,受到了人类的青睐,太阳能光伏发电存在诸多问题,如能量不连续,储能问题,并网问题,谐波污染问题等。
本文针对太阳能光伏发电系统中的谐波问题,简述了太阳能光伏发电系统中谐波产生的原因,分析了谐波对供配电系及其设备和系统运行造成的危害,以及谐波治理的相关方法,最后对电力系统中谐波分析的手段进行了总结。
—1 谐波产生的原因什么是谐波谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量,一般是指对周期性的非正弦电量进行傅立叶级数分解,其余大于基波频率的电流产生的电量。
根据傅立叶级数的原理,周期函数都可以展开为常数与一组具有共同周期的正弦函数和余弦函数之和。
其中,常数项成为的直流分量;称为一次谐波(又叫做基波);而,,…等依次称为二次谐波,三次谐波,等等。
谐波的产生在理想的干净供电系统中,电流和电压都是正弦波的。
在只含线性元件(如:电阻)的简单电路里,流过的电流与施加的电压成正比,流过的电流是正弦波。
在电力系统中,谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。
当电流流经负载时,与所加的电压不呈线性关系,就形成非正弦电流,即电路中有谐波产生。
谐波源是产生谐波的根本原因。
常见的谐波源有:传统的非线性设备(变压器、旋转电机、电弧炉等)、现代电力电子非线性设备(荧光灯、电子控制装置和开关(电源)、晶闸管控制设备(整流器、逆变器、变频器、静止无功补偿装置、高压直流输电设备等))。
随着电力电子设备在电力系统中的广泛应用,电力电子非线性设备在谐波源种类中所占的比例越来越大。
在太阳能光伏发电系统中(如图),产生谐波的主要设备是逆变器和升压变压器等。
~图光伏发电原理图逆变器的谐波发生图单相逆变桥工作原理图三相逆变器工作原理图用PWM替代三相正弦波…根据采样控制理论,采用PWM(脉冲宽度调制)技术控制三相逆变桥路的导通与关断,即可实现逆变工作,将直流电电压(电流)转变为正弦电压(电流),实际上逆变器输出的是含有谐波成分的交流电流,其中的谐波含量可以通过提高逆变桥开关的切换速度来减少。
同时为了表征实际输出波形与基波分量的差异程度,引入了总谐波系数(THD)的概念。
实际电流总谐波系数当输出为理想波形时,THD=0.变压器的谐波产生图变压器的磁化曲线(无磁滞)变压器作为一种谐波源,其波形畸变主要与变压器的设计及运行有关,也来自电力变压器的激磁电流。
如图所示,当不考虑变压器的铁心磁滞时,由于磁通和激磁电流的非线性关系,所以原边电流并不是纯正弦波,而是非正弦周期电流,其傅立叶级数形式为:式中表示基波电流的有效值;表示三次谐波电流的有效值。
"图中,激磁电流的畸变主要是由高次谐波引起的,特别是三次谐波。
可见,变压器的非线性激磁特性是电力系统中的一种谐波源。
2 谐波的危害(1)对线路的影响对供电线路来说,由于集肤效应和邻近效应,线路电阻随着频率的增加会很快增加,在线路中会有很大的电能浪费。
另外,在电力系统中,由于中性线电流都很小,所以其线径一般都很细,当大量的谐波电流流过中性线时,会在其上产生大量的热量,不仅会破坏绝缘,严重时还会造成短路,甚至引起火灾。
而当谐波频率与网络谐振频率相近或相同时,会在线路中产生很高的谐振电压。
严重时会使电力系统或用电设备的绝缘击穿,造成恶性事故。
(2)对电力变压器的影响谐波电流的存在增加了电力变压器的磁滞损耗、涡流损耗及铜损,对带有不对称负荷的变压器来说,会大大增加励磁电流的谐波分量。
(3)对电力电容器的影响由于电容器对谐波的阻抗很小,谐波电流叠加到基波电流上,会使电力电容器中流过的电流有很大的增加,使电力电容器的温升增高,引起电容器过负荷甚至爆炸。
同时,谐波还可能与电容器一起在电网中形成谐振,并又施加到电网中。
(5)对电机的影响谐波会使电机的附加损耗增加,也会产生机械震动,产生甚至引起谐波过电压.使得电机绝缘损坏。
(6)对继电保护和自动装置的影响对于电磁式继电器来说,电力谐波常会引起继电保护以及自动装置的误动作或拒动,造成整个保护系统的可靠性降低.容易引起系统故障或使系统故障扩大。
(7)对通信线路产生干扰。
在电力线路上流过幅度较大的奇次低频谐波电流时,通过电磁耦合,会在邻近电力线路的通信线路中产生干扰电压。
干扰通信线路的正常工作,使通话清晰度降低,甚至会引起通信线路的破坏。
(8)对用电设备的影响电力谐波会使电视机、计算机的显示亮度发生波动,图像或图形发生畸变,甚至会使机器内部元件损坏,导致机器无法使用或系统无法运行。
3 谐波的抑制根据太阳能光伏发电产生谐波的特点,可以采用下列方法进行谐波的抑制。
降低谐波源的谐波含量(1)变压器的谐波抑制这可以从以下两个方面来考虑:①改善变压器磁路饱和状况。
^变压器的磁路饱和问题主要取决于变压器铁心材料和铁心结构。
变压器的铁心是变压器内部的主体结构,是能量传输和转换的媒介。
合理的铁心结构设计、按照要求安装、做好日常维护工作,对减小了励磁电流的畸变率,达到了抑制谐波电流的目的都是很有帮助的。
②合理选择变压器绕组的联结方式。
由于三次谐波电流只能在星型带中性线绕组和三角型绕组中流通,而不能在星型不带中性线绕组中流通。
由于三次谐波电流在变压器的运行过程中是客观存在,所以,若变压器绕组接线方式不当,未为三次谐波电流提供通路时,三次谐波电流只能滞留在变压器铁芯绕组中,导致铁芯绕组发热,增加损耗。
(2)逆变器的谐波抑制①时实电流跟踪谐波谐波抑制方法图时实电流跟踪谐波抑制方法框图实时电流跟踪控制技术控制逆变器IGBT,通过调节逆变桥输出提供全部的无功功率和谐波功率来控制电网侧电流,使系统实现并网目标,即通过直接控制输出电流,使之在预设波形附近变化,其中可以把逆变器和交流负荷视为一体。
②注入适当的谐波这种方法即可以提高电压利用率,同时可以实现谐波抑制的目的。
}利用滤波器进行滤波(1)采用无源滤波(LC)图单调和双调滤波器图有源滤波器无源滤波器安装在电力电子设备的交流侧,由R、L、C组件构成谐振回路,当LC回路的谐振频率和某一高次谐波电流频率相同时,即可阻止该次谐波流入电网。
LC无源滤波器(只吸收固定频率的谐波),它实质上是一种大功率波形发生器,它把谐波源发出的谐波经过采样、180°移相后,再完整的复制出来,并送到谐波源的入网点,复制的谐波与谐波源产生的谐波幅值相等,方向相反,并跟随谐波的变化而变化,如此,谐波源产生的谐波就完全被抵消了。
如图所示最常用的单调和双调滤波器。
由于投资少、效率高、结构简单、运行可靠及维护方便等优点,无源滤波是目前采用的抑制谐波及无功补偿的主要手段。
但无源滤波器存在着许多缺点,如滤波易受系统参数的影响;对某些次谐波有放大的可能,耗费多、体积大等。
因而随着电力电子技术的不断发展,人们将滤波研究方向逐步转向有源滤波器。
单调谐滤波器通频带窄,滤波效果好,损耗小,调谐容易,是使用最多的一种类型;双调谐滤波器可代替两个单调谐滤波器,只有一个电抗器(L1)承受全部冲击电压,但接线复杂,调谐困难,仅在超高压系统中使用。
(2)采用有源滤波(APF)不同于LC无源滤波器,如图所示的APF有源滤波器是一种新型谐波抑制和无功补偿装置,几乎可以滤除所有的高次谐波,实现全部补偿的目的。
…有源滤波器由两大部分组成,即指令电流计算电路(电流检测电路)和补偿电流发生电路。
补偿电流发生电路由主电路、驱动电路、电流跟踪控制电路三部分组成。
其中指令电流运算电路的核心是检测出补偿对象电流中的谐波和无功等电流分量;补偿电流发生电路则根据指令电流运算电路得出的补偿电流的指令信号,产生需要的补偿电,图中,APF检测出谐波源负载电流的谐波分量,通过运算输出指令信号由补偿电流发生电路产生的补偿电流与负载电流中的谐波分量大小相等、方向相反,,因而两者互相抵消,使得电源侧电流中不含谐波,而仅有基波。
该种方法与上述的时实电流跟踪谐波谐波抑制方法本质上是一质的。
(3)防止并联电容器组对谐波的放大在电网中并联电容器组起改善功率因子和调节电压的作用。
当谐波存在时,在一定的参数下电容器组会对谐波起放大作用,危及电容器本身和附近电气设备的安全。
可采取串联电抗器,或将电容器组的某些支路改为滤波器,还可以采取限定电容器组的投入容量,避免电容器对谐波的放大。
(4)加装静止无功补偿装置快速变化的谐波源往往还会引起供电电压的波动和闪变,有的还会造成系统电压三相不平衡,严重影响公用电网的电能质量。
在谐波源处并联装设静止无功补偿装置,可有效减小波动的谐波量,同时,可以抑制电压波动、电压闪变、三相不平衡,还可补偿功率因子。
4 谐波的分析与测量(1)带阻滤波法其基本原理是设计一个低阻滤波器,将基波分量滤除,从而获得总的谐波电流量。
这种方法过于简单,精度很低,不能满足谐波分析的需要,一般不用。
)(2)带通选频法和FFT变换法(快速傅立叶变换法)带通选频方法采用多个窄带滤波器,逐次选出各次谐波分量,基本原理如图所示。
图带通选频法利用FFT变换来检测电力谐波是一种以数字信号处理为基础的测量方法,其基本过程是对待测信号(电压或电流)进行采样,经A/D转换,再用计算机进行傅里叶变换,得到各次谐波的幅值和相位系数。
(3)自适应检测法基于神经元自适应干扰抵消原理,将电压作为参考输入,负载电流作为原始输入,从负载电流中消去与电压波形相同的有功分量,得到需要补偿的谐波与无功分量。
该方法的特点是在电压波形畸变情况下也具有较好的自适应能力,缺点是动态响应速度较慢。
(4)小波变换检测法对谐波电流进行动态抑制时,不必分解出各次谐波分量,只需检测出除基波电流外的总畸变电流,但对出现谐波的时间问题,傅里叶变换就无能为力。