电网谐波的提取和利用

Abstract: In view of the problems of many harmonics in power system itself, raking rectifier as an example, the har­ monic analysis and processing are carried out. According to the respective principles of passive filter and active fil­ ter, the methods of harmonic extraction and reuse are discussed. Firstly, the harmonic characteristics of harmonic source are analyzed and simulated by Matlab. Then, the harmonic is separated by the principle of passive filter and active filter, and the extracted harmonic is rectified. Finally, the processed harmonic energy is stored in the battery charging device to realize the reuse of electric energy. Key words:passive filter； active filter； harmonic extraction and utilization； rectification treatment
电网系统自身一般会有很多谐波出现，而谐波 对系统以及系统稳定性造成威胁，导致电能质量降 低，使电气设备发热，并伴随有振动及噪音，绝缘老 化，电网寿命缩短。此外，谐波还会导致系统谐振， 使谐波含量增大，从而烧毁设备。先前的谐波处理 通常都是借助于滤波器把谐波除去。近年来，我国 不断建设新型绿色电网工程，虽然谐波有很多负面 影响，而且会对电网有所不利，但是谐波自身也是能 源，所以要充分发挥出其价值，这样也会有效避免能 源浪费电网系统自身导致谐波出现的设备有很 多，其中整流器、逆变器以及变压器等应用最为广 泛，为了方便谐波的特性分析，本文以整流器为例，
2019年8月 第47卷第4期(总第263期)
吉林电力 Jilin Electric Power
AugFra Baidu bibliotek 2019 Vol. 47 No. 4(Ser. No. 263)
电网谐波的提取和利用
周军，牟玉瑕
(东北电力大学，吉林吉林 132012 )
摘要：针对电网系统自身会出现很多谐波的问题，以整流器为例，对其进行谐波分析和处理，根据无源滤波器以
低通
滤波器
1
交流电流
s
»
l
—
整 流 处 理
1\ 负载
IJ 整 流 处 厂理
图2整流器交流侧谐波电流频谱 由图2可知，对于没有实施过谐波处理的整流 器交流侧而言，其畸变率达到29. 52%,在这当中5 次、7次谐波最为明显,其畸变率占据的比例依次为 26.4%、9.4%。其中基波电流大小是40 A,则5次 谐波大小为10. 56 A,7次谐波大小为3. 76 A。
吉林电力 Jilin Electric Power
Aug. 2019 Vol. 47 No. 4(Ser. No. 263)
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充电，所以可以借助电容器结合电阻的方式来取代 负载当中的充电结构。其次,还要开展模型仿真工 作，找到其中的电流波谱图，主要选取交流侧A相 开展检测工作，电压电流仿真见图1,谐波电流频谱 见图2。
首先，对6脉冲三相全控桥式整流电路进行 Matlab建模，系统用到的是三相全桥整流电路，脉 冲大小为6,而频率值则是50 Hz,因为要对蓄电池
收稿日期：2019-03-13 作者简介：周 军(1967),男，教授，主要研究方向为电能质量检测与控制，电气设备状态监测与故障诊断。
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2019年8月 第47卷第4期（总第263期）
中图分类号:TM711. 2
文献标志码：A
文章编号：1009-5306(2019)04-0033-04
Harmonic Extraction and Utilization in Power System
ZHOU Jun ,MOU Yuxia (Northeast Electric Power University, Jiiin 132012,China)
对其进行谐波分析和处理⑵O
1系统谐波源的谐波特性
1.1整流器的谐波分析
大部分整流器使用的六脉冲三相全控桥式电路 控制，其优势是便于控制信号输出，不足是用到了大 量的电力电子器件，导致电路结构过于繁琐，一般应 用时间比较长，会产生大量谐波⑷。
假如整流电路当中主要有K个三相桥式整流 电路所组成的6K脉冲整流电路，那么就会在电流 中出现6K±1(K = 1,2,3,…，”)次谐波，其中，当K 为1时,也就是6脉冲整流器,这时出现谐波的次序 依次是5,7,11等⑷。 1.2交流侧的谐波仿真
及有源滤波器各自原理，对谐波提取再利用处理方法进行论述。分析谐波源的谐波特性，对其进行Matlab仿真, 再利用无源滤波器和有源滤波器的原理将谐波分离提取出来，然后将提取的谐波进行整流处理•最后将处理后的
谐波电能储存到蓄电池充电装置中，以实现电能的再利用。
关键词：无源滤波器；有源滤波器；谐波提取利用；整流处理
300
(<、淀
200 100
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-300 0
0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 时间/s
图1整流器交流侧电压电流仿真
这时会用到无源滤波器方面的谐振原理，把这2个 谐波分离出去。图3中，Zs为交流侧总电流，！为高 次谐波被过滤除去后的电流，人、人、17依次为基波、 5次谐波及7次谐波电流，满足等式关系,1=1, + !7,电容6、电感乙在250 Hz的频率下谐振，而 C7,L7在350 Hz的频率下谐振，J5就能够由Cs、 L5通过，E也就能够由G、L’通过，不同的谐波最 终也会流入各自的整流电路当中，其后再加以处 理「印。