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简析光伏发电系统中的谐波问题.docx

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文档介绍: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1^月22 日

科:
水利工程

号:


名:



简析光伏量,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)
APF

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

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上传人:shugezhang2 8/7/2022 文件大小:211 KB

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