浅析主动配电网谐波综合治理方法

浅析主动配电网谐波综合治理方法

贺孟懿

新疆巴音郭楞蒙古自治州建筑勘察规划设计院新疆库尔勒市841000

摘要：主动配电网技术能够有效促进配电网吸收可再生能源能力的提升。然而，由于风能、太阳能、等新能源具有不连续性、不稳定性的特征。配电网、电子装置控制的电力接入方式主要是分布式的，给配电网造成谐波污染。主动配电网技术充分利用了新能源，但主动配电网的控制技术仍然不足，新能源不稳定，谐波污染对配电网造成严重污染，严重影响了高效工作，造成能源浪费。因此，本文主要分析了主动配电网对谐波展开综合治理以及谐波配置的方法。从而实现可再生新能源的开发与利用。

关键词：主动配电网；谐波治理；综合

引言

目前随着全球人口基数的递增，面对有限的能源，巨大的人口基数与其产生了巨大的矛盾，在此背景下，各国都在大力的发展及开发新能源，对新能源的大力建设，意味着我国即将普及分布式电源，例如，不稳定的及波动的发电量，这些都是造成电网谐波污染的因素，所以研究主动配电网综合治理谐波污染的方法意义重大，其研究也刻不容缓。谐波的有效治理能够促使充分利用新能源，从而减少不可再生能源的消耗，在一定程度上减轻了全球能源负担。现在全球都在提倡环保，大力发展新能源，创新利用新型绿色能源。

1、造成谐波的因素

一般来说，谐波是由正弦波构成的周期电量的组成部分，以基频的整数倍存在。由于谐波频率远高于基频，所以又称为高次谐波。通常，配电网的流入电流和电压都是正弦波。在由线性元件构成的简单电路中，电压与电流成正比例。当配电网电压为正弦波基波时，非线性设备中的电流和电压存在差异。它们之间没有线性相关性。当非正弦波的频率相位和振幅出现偏差时，偏差导致波形失真，造成谐波污染。其根本原因是非线性荷载的存在。变压器主要由特殊的磁性材料组成。它们的磁变曲线是非线性的。在一定的运行条件下，设备的铁芯会出现饱和状态，并且在考虑经济性的基础上，工作磁密的选择更趋向于在变压器趋于饱和状态和区段上与各种因素相互作用形成尖顶波形的磁化电流，从而引发了谐波。

2、谐波对配电网造成的不良影响

当谐波电流流入配电网时，电网电压会明显降低，出现电压脉冲的现象，当情况严重时，也会导致停电。虽然谐波侵入时间相对较短，但电器的高灵敏度会对其造成很大的破坏。对于正在使用电脑办公的人员，如果遇到停电，会造成丢失重要资料的严重后果，如果在进行产品加工时，有以上的原因会导致停产及生产产品不合格，严重时会烧坏机械部件，谐波电流侵入配电网系统，增加原有基波的影响，阻碍配电网运行，造成跳闸故障，造成巨大的经济损失，尤其是电力企业和加工企业的损失。对用户的财产安全也造成了严重威胁。谐波对配电网的危害非常大，对用电企业及用户造成的不良影响。因此明确产生对谐波因素并进行有效治理非常重要。

3、综合治理主动配电网谐波

3.1治理高压主动配电网谐波的有效措施

高压电网谐波控制主要有两种方式：主动控制和被动控制。主动控制主要通过无源滤波器实现对谐波的有效控制。主要原理是电容的容抗及电流感抗的利用，滤波器具有电路简单，不用直流电源，可靠的系统的优势，但是也存在能量损失及发生电磁感应等不足，因此，对于波滤器电感较大和体积体重量较大的，不适用于低频区域，主要原因是不能很好地协调谐波、电压调整及无功补偿，系统参数对谐波性质具有直接影响，容易与其它滤波支路产生共振。当谐波电流增加时，也会增加滤波器的负载，很容易导致滤波器过载，最好是消除特定的谐波，但是会放大其他谐波。有源滤波技术，是一种新型的胁迫治理措施，其性能优越于无源滤波技术，其特点是：（1）有源电力滤波器能够对不稳定的谐波电流有补偿效果，具有动态补偿的优点。有源电力滤波器不影响系统阻抗，有利于实现大规模、系列化生产。（2）有源电力滤波器不会与电网阻抗产生共振，能有效抑制谐振波。不需要储能源器件就能实现无功补偿，同一台设备可实现电流补偿倍数或非整数倍，并可实现独立补偿或集中补偿的效果。（3）只能输出需要补偿的谐波电流，大大优化了有源滤波器的总容量，防止了轻载下的无功功率反转。即使加大电网的谐波电流，有源滤波器也不会产生过载现象，可以确保其正常运行。（4）混合型有源滤波器主要是与其他变流器相混合，或者是与无源滤波器相混合，这两种类型.

3.2优化电网无功综合治理的措施

配电网无功补偿方式涵盖了配电线路、随机、高压变电站及跟踪等补偿形式。其中，用于变电站补偿使用的无功补偿设备包括并联电抗器、电容器组补偿。并联电容器组可以补偿电路的无功功率分量，提高整个电路的功率因数。对电网谐波实现综合治理，利于实现谐波的抑制效果。

3.3优化配电网上游和分组设置

对配电网装置进行优化。干扰装载机的任何谐波干扰都会对配电系统造成一些损坏，并且随着短路功率的降低，谐波会增加。为了有效避免谐波干扰严重影响配电网络系统，应重视配电网设计阶段。最好的方法是将干扰负载置于电源的上部，电气设备与系统上的相关负载分离。采取如上所述措施配电系统中出现谐波电流，达到保护电压系统的目的，此外，同时达到节能的效果。

3.5加大增加谐波抑制设备的力度

目前，抑制谐波能够有效的质量谐波污染，提高能源的利用率，减少谐波污染造成的损失。滤波技术已广泛应用于配电网抑制谐波领域，可分为无源和有源滤波器两大类。

3.5.1优化无源电力滤波器的优化配置

无源电力滤波器基于网络的固有结构。全面考虑活动分发网络的节点。通过独特的计算方法计算谐波的特征值和灵敏度，以计算有源分配网络最佳节点的分布。（1）网络固有节点方法的计算方法如下：例如，将无源电力滤波器的谐波输入有源配电网将影响谐波的特征值，从而影响电压获得了变化的谐波。第a无源电力滤波器的谐波输入被输入到有源配电网络的第b个节点，并且由谐波引起的矩阵中（a，b）位置的元素值将受到影响并将发生改变。此时，结合通过将第a无源电力滤波器的谐波输入到有源分配网络中获得的特征值，根据该值找到与其对应的灵敏度矩阵，然后矩阵的转置模式为基于此，在矩阵中找到具有最大特征值的元素。包含在元件中的节点信息是最适合于无源电力滤波器的配置的有源配电网络的位置。（2）传统的单调电力滤波器参数设计方法该方法主要包括两个步骤：①确定滤波器的最佳品质因数。根据以往经验，最佳品质因素应尽可能好；②总导纳及谐波导纳的确定，需要特别注意，需要不定时的改变滤波器的频率实来确定。

3.5.2优化有源电力滤波器的配置

要确定主动配电网中有源电力滤波器的最佳位置，首先要明确有源滤波器的数量，然后逐步确定最佳位置。以下是作者简述考虑仅具有一个有源滤波器的主动配电网的例子。首先尝试实验。然后，主动配电网络中的配电滤波器基于上述测试的结果。对有源电力滤波器装置进行优化，需要使用科学的方法综合考虑其影响因素。

结束语

综上所述，以可持续发展为基本目标，发展新能源是第一要务，大力推广新能源应用，使用科学方法突破新能源利用的瓶颈。主动配电网的主要危害是谐波，加强研究谐波形成的主要原因，并且通过一些设备和综合处理技术，可以大大减少配电网的谐波污染，从而避免谐波污染对用电企业及用户造成的不良影响。

参考文献

[1]李国栋，李洪安，葛磊蛟，吕金炳，刘亚丽.主动配电网的谐波源定位方法及谐波责任划分[J].电力系统及其自动化学报，2016，28（11）：95-99+129.