谈智能电网的谐波问题-超谐波的发展
我国尚未对超谐波进行相关研究,但已注意到一些影响。本文在借鉴国外最新文献的基础上,简要介绍了超谐波的产生,影响,主要特点以及当前的研究趋势,以供相关专业人士参考,以期在中国开展这一领域的研究。
1.超级谐波的产生今天,电力电子技术仍在迅速发展,其应用范围已渗透到几乎每个领域。该技术发展的重要标志之一是晶闸管的开关速度已大大提高。
例如,逆变器(DC / AC转换器)的开关频率已从几十赫兹,几千赫兹增加到几十千赫兹甚至几千赫兹。一百千赫兹。
随着可再生能源的蓬勃发展,特别是大量太阳能光伏逆变器(即光伏逆变器)的输入,以及各种开关电源的应用,电网(主要是低压电网)已成为超级电网。谐波正在迅速增加,其有害影响的案例也在增加。
另外,公共电网通常用于信号传输。文献中考虑了三种信号系统:1)电力公司的脉动控制系统,频率范围为100Hz〜3kHz(通常小于500Hz),通常情况下为5%N以内,可以达到9发生共振时的%N。
2)电力公司的载波频率范围为3kHz〜95kHz,允许信号电平为5%N。在电网中传输时,这些信号将迅速衰减(大于40dB)。
3)最终用户(居住区或工业用户)的信号系统,例如欧洲(ITU区域1),频率范围为95kHz〜148.5kHz,允许的信号电平分别为0.6%N或5%N。在某些国家或地区,频率上限为500kHz,允许的信号电平为2mV〜0.6mV。
这些信号的频率是超谐波范围的一部分。因此,电网中的超谐波源是由各种电子设备以及人类使用的通信设备产生的。
2,超级谐波的特性:研究证明2kHz〜150kHz谐波的传输和扩散不同于普通的谐波发射,这是一种新型的电能质量现象。特征之一是所谓的一次发射和二次发射。
一次发射是指仅由干扰源(设备)引起的发射;二次发射是指干扰源(设备)受到其他设备影响后的发射。两者之间有明显的区别。
影响一次发射的主要因素有:①设备的拓扑结构; ②连接点的阻抗; ③共鸣。在低压网络中,设备连接点的阻抗由变压器,电缆(称为“网络阻抗”)和建筑物的内部布线以及其他连接的阻抗组成。
设备。后者可以称为设施的阻抗,在2kHz处。
在〜150kHz的频率范围内,网络阻抗由电感决定,该电感相对高于设施阻抗(通常由所连接设备的电容决定)。影响二次发射的主要因素有:①相邻器件的发射强度; ②设备连接点的阻抗与网络和设施的阻抗之间的关系。
图1是电视(TV)到PV逆变器的一次和二次发射的测量波形。光伏逆变器产生的主谐波频率为16kHz。
连接电视时,光伏逆变器的二次发射在16kHz时会明显放大。还有一条55kHz的频谱线,该频谱线未出现在一次发射中,表明它是由产生的电视引起的。
测试还发现,高次谐波频率越高,传输距离越短:由PV逆变器产生的16kHz分量电平在测试室的连接点处保持稳定,而在公共连接点(PCC)处略有下降。 。
PCC无法检测到房屋中其他设备产生的55kHz〜150kHz电压或电流分量,这表明这些频率分量仅在室内设备之间传输,而没有进入电网。这是超谐波的另一个特征。
图1电视对光伏逆变器一次和二次发射的影响。
1.超级谐波的产生今天,电力电子技术仍在迅速发展,其应用范围已渗透到几乎每个领域。该技术发展的重要标志之一是晶闸管的开关速度已大大提高。
例如,逆变器(DC / AC转换器)的开关频率已从几十赫兹,几千赫兹增加到几十千赫兹甚至几千赫兹。一百千赫兹。
随着可再生能源的蓬勃发展,特别是大量太阳能光伏逆变器(即光伏逆变器)的输入,以及各种开关电源的应用,电网(主要是低压电网)已成为超级电网。谐波正在迅速增加,其有害影响的案例也在增加。
另外,公共电网通常用于信号传输。文献中考虑了三种信号系统:1)电力公司的脉动控制系统,频率范围为100Hz〜3kHz(通常小于500Hz),通常情况下为5%N以内,可以达到9发生共振时的%N。
2)电力公司的载波频率范围为3kHz〜95kHz,允许信号电平为5%N。在电网中传输时,这些信号将迅速衰减(大于40dB)。
3)最终用户(居住区或工业用户)的信号系统,例如欧洲(ITU区域1),频率范围为95kHz〜148.5kHz,允许的信号电平分别为0.6%N或5%N。在某些国家或地区,频率上限为500kHz,允许的信号电平为2mV〜0.6mV。
这些信号的频率是超谐波范围的一部分。因此,电网中的超谐波源是由各种电子设备以及人类使用的通信设备产生的。
2,超级谐波的特性:研究证明2kHz〜150kHz谐波的传输和扩散不同于普通的谐波发射,这是一种新型的电能质量现象。特征之一是所谓的一次发射和二次发射。
一次发射是指仅由干扰源(设备)引起的发射;二次发射是指干扰源(设备)受到其他设备影响后的发射。两者之间有明显的区别。
影响一次发射的主要因素有:①设备的拓扑结构; ②连接点的阻抗; ③共鸣。在低压网络中,设备连接点的阻抗由变压器,电缆(称为“网络阻抗”)和建筑物的内部布线以及其他连接的阻抗组成。
设备。后者可以称为设施的阻抗,在2kHz处。
在〜150kHz的频率范围内,网络阻抗由电感决定,该电感相对高于设施阻抗(通常由所连接设备的电容决定)。影响二次发射的主要因素有:①相邻器件的发射强度; ②设备连接点的阻抗与网络和设施的阻抗之间的关系。
图1是电视(TV)到PV逆变器的一次和二次发射的测量波形。光伏逆变器产生的主谐波频率为16kHz。
连接电视时,光伏逆变器的二次发射在16kHz时会明显放大。还有一条55kHz的频谱线,该频谱线未出现在一次发射中,表明它是由产生的电视引起的。
测试还发现,高次谐波频率越高,传输距离越短:由PV逆变器产生的16kHz分量电平在测试室的连接点处保持稳定,而在公共连接点(PCC)处略有下降。 。
PCC无法检测到房屋中其他设备产生的55kHz〜150kHz电压或电流分量,这表明这些频率分量仅在室内设备之间传输,而没有进入电网。这是超谐波的另一个特征。
图1电视对光伏逆变器一次和二次发射的影响。
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