电能质量与谐波分析

1、2005年5月，电能质量与谐波分析，学生：李讲师：魏志农，第1章，电能质量，第2章，谐波原因，第4章，谐波危害，第5章，谐波潮流分析，2005年5月，第1章，电能质量，包括电压质量、频率质量和供电可靠性。总而言之，电能质量问题主要包括电压波动和闪变。-谐波(谐波)；-三相电压不平衡；-电压骤降和断电，2005年5月，第2章谐波产生的原因，1。稳定谐波源产生的谐波分量和幅值基本稳定。动态谐波源产生的谐波具有明显的随机性。在正常运行期间，突发谐波源不会产生谐波。根据谐波源的性质，可分为：1 .电流型谐波源2。电压型谐波源。非线性负载从电网吸收非正弦电流，导致电网电压失真。电网中的谐波主要来自非线性

2、负载，即谐波源。我们可以将谐波源分为以下三种类型：2005.5，第3章谐波的危害。谐波的影响和危害是由改变电抗值(增加电感和减少电容)引起的。对电网的影响和危害主要包括以下几个方面：(1)将对发电机、变压器、电动机、补偿电容器、架空线和电缆产生额外的热效应；(2)电网运行时会增加无功损耗，引起谐振；(3)某些电气设备会产生机械振动；(4)继电器操作错误，测量仪表的测量误差增加。(5)导致一些自动装置异常工作，造成通信干扰(6)恶化家用电器的工作条件等。2005年5月，第4章，抑制谐波的方法，(1)通过减少谐波源的谐波含量来抑制，例如，如果换向脉冲p的数量增加，则N将变大，因此谐波电流将减少，并

3、且波形可以被平滑，并且谐波可以通过增加换向相位的数量来减少。(2)选择合理的电源电压电网的短路容量越大，承受谐波的能力越强。(3)安装交流滤波器交流滤波器可分为两种类型：无源和有源。(4)采用新的保护(5)安装静态无功补偿装置(6)改变谐波源的配置或工作方式，避免电容器对谐波的放大，提高设备抗谐波干扰的能力等。2005.5，第5章谐波潮流分析，谐波电流源提供给电网的谐波电流和谐波电势源施加给电网各部件的谐波电压，系统中一定有谐波电流流动，即系统中有谐波潮流。1.电网元件数学模型(1)发电机、2005.5、(2)变压器，当谐波频率不高时，变压器的谐波电抗只与变压器的漏电感有关，而匝间电容和相间电

4、容可以忽略不计，所以谐波电抗与谐波频率成正比，即在高次谐波的作用下，绕组的集肤效应和邻近效应使电阻增大，并联支路可以忽略，那么在5月， 2005，(3)对于高次谐波，输电线路的分布参数特性是明显的，所以输电线路的谐波阻抗特性应该用长线模型来表示，即用类型等效电路来表示：(4)负载，谐波源负载被其吸收的谐波电流代替为谐波电流源，而对于其余部分，作为近似计算，当谐波数不超过20时，可以用下图所示的电路来近似谐波下的负载模型，比较简单实用。，2005年5月，2。谐波潮流计算，(1)谐波潮流计算方法1。线性分析法忽略了基波潮流和谐波潮流之间的相互作用，分别计算基波潮流和谐波潮流。非线性频域方法将谐波源

5、的各次谐波表示为相应谐波电压的变量函数，并考虑基波潮流和谐波潮流之间的相互作用。3.非线性时域仿真用于分析瞬态谐波。从网络的状态方程出发，将系统和负荷描述为常微分方程，通过求解该方程求解电力系统的谐波响应。(2)谐波潮流特性，1。谐波潮流方程，选择电流平衡方程代替功率平衡方程，大部分谐波源都是电流源，人们注重对谐波电流的分析，关心注入系统的谐波电流。节点电压方程是一个线性方程，便于计算。在计算谐波对通信网络的干扰和对设备安全运行的影响时，总是考虑谐波电流而不是谐波功率。2.对于每个调和度，都有一个对应于调和度的导纳矩阵。(3)电力系统谐波潮流降维计算方法。根据基波潮流和谐波潮流计算中的节点功率

6、平衡方程和电流平衡方程，谐波潮流方程可表示如下：(1)2005年5月，由于公式(1)中的雅可比矩阵由相当多的0个矩阵组成，我们在迭代过程中仔细分析了谐波潮流偏差方程的矩阵结构和常规潮流计算的初值原理。由于它也是一个迭代解，将公式(1)的偏差方程转化为以下两种偏差方程(2)和(3)的组合并不困难，其中：(4)，2005.5，举例和分析：下图所示的四节点四支路系统是用上述方法计算的，2005.5，计算结果如下表1和表2所示：当谐波源电流较大时，2005.5， 当谐波源电流减小时、2005.5、(4)动态谐波潮流分析，在谐波源产生的谐波电流稳定的前提下，讨论上述谐波潮流计算。 电力机车和电弧炉等非线性负载是典型的动态谐波源。当存在这种随机谐波源时，谐波潮流仍然可以根据上述方法计算，并且只能获得近似参考解，这导致了动态谐波潮流的分析。目前常用的方