电力电网中产生谐波的分析探讨

电力电子技术是现代电力技术发展的重要支柱,谐波污染已成为电力电子技术发展亟待解决的问题。随着供电可靠性要求的提高,公用电网中的谐波问题也日益引起重视,必须符合国家标准GB/T 14549-1993《电能质量:公用电网谐波》的规定,促使电力电子领域的科研人员必须对谐波问题进行研究,从而有效治理电气环境污染,实现电网“绿色”工程。     

煤矿井下电网有源电力滤波器接入位置和容量研究

针对煤矿井下电网谐波污染严重的问题,提出了一种确定井下电网有源电力滤波器接入位置和容量的计算方法,该方法不仅可以抑制煤矿井下电网的谐波污染,还可以有效的降低谐波治理的投资成本。在该方法中,建立了基于瞬时无功功率的离散化APF时域模型以及基于固定成本和容量成本的优化模型,使用了粒子群优化算法对优化模型进行了求解,保证了所得最优解更加符合工程实际。通过仿真对有源电力滤波器接入位置和容量的计算方法进行了验证,结果证明了其正确性。     

基于双反馈的单相有源功率因数校正

随着电力电子装置在我国煤炭工业中的大量应用,电网中的谐波也日益增多。有源功率因数校正(APFC)技术成为消除电网谐波、提高功率因数的有效方法。研究了APFC的原理和方法,通过采用电压和电流双反馈的方法适当地控制Boost升压电路中开关管的通断来消除谐波和改善功率因数,并使用Simulink对此进行了仿真,结果表明该方法取得理想的效果。     

煤矿直流提升机系统谐波治理研究

文章提出了一种新型的并联NPC三电平有源滤波器,对直流提升机负载进行谐波补偿,同时在谐波负载未达到补偿装置容量上限时,兼具无功补偿功能。通过仿真研究证明了该方案的可行性和优势,并对NPC三电平有源滤波器关键技术进行了论述。提出一新型电压锁相环技术,在煤矿电网不平衡和瞬变等环境下仍能有出色的锁相能力,提高了系统稳定性。     

有源电力滤波器2种电流检测方法的仿真研究

研究了有源电力滤波器的2种谐波电流检测算法:p、q检测法和ip、iq检测法,对2种检测方法进行了理论分析并利用MATLAB中的电力系统仿真工具箱对其进行建模与仿真比较研究。仿真试验结果表明,当电网电压平衡时,两者皆可准确地检测出谐波电流。当电网电压非平衡时,ip、iq检测法能有效检测出谐波信号。     

高压STATCOM无功补偿与谐波治理装置在矿井变电所的应用

煤矿电网的谐波和无功功率问题日益突出,使整个供配电系统的安全运行存在较大的隐患。STATCOM是目前比较先进的无功补偿装置,通过电力电子器件的高频开关实现无功能量的变换,基于电压源型逆变器的补偿装置实现了无功补偿方式质的飞跃,煤矿电网电能质量的提高,给煤矿取得了丰厚的回报。     

无源滤波补偿装置的设计与实践

阐述了开展设计应用的背景意义,分析了电力谐波的产生、危害和治理措施,从基本原理、技术特征等方面对无源滤波补偿技术进行了深入研究,设计开发了无源滤波补偿装置,通过现场应用表明可有效滤除谐波,同时进行无功补偿,有效解决了用户现场的谐波污染问题,提升了电能质量。     

基于APF的静止无功发生器应用研究

针对目前井下电网中功率因数偏低、线路运行电流高、无功损耗大以及谐波污染等问题,设计出一种基于有源电力滤波器(APF)的静止无功发生器,采用APF不仅可以降低自身产生的谐波含量,而且还能够对负载的谐波和无功进行补偿,采用三电平技术和多重化技术,实现了有源滤波的功能。该装置在山东能源新矿集团翟镇煤矿井下掘进面和采区面的测试结果表明,其动态响应时间优于5ms,柔性启动技术保证了电网无冲击,模块化小型化设计易于安装,并可多台并列直挂电网运行,推广性较强。     

谐波对矿山电网的影响

对谐波做了简要的数学分析，重点论述了谐波对矿山电网和变压器、旋转电机、计算机或其他电子器件的有害影响     

FC+SVG动态补偿滤波装置在煤矿供电中的应用

采用FC+SVG并联装置抑制无功功率及高次谐波的方法,对煤矿供电系统采用动态补偿滤波。通过该技术的应用,可以快速地跟随矿井负荷无功电流的变化而变化,自动补偿电网系统所需无功功率,对电网无功功率实现动态无级补偿。实时滤除高压交流电网中的各次谐波污染,可以有效吸收主、副井绞车等大功率变频技术造成的电网谐波污染,使交流供电系统成为灵活柔性交流输电系统。     

基于滑动Fourier分析的煤矿防爆动态无功补偿装置研究

针对煤矿井下设备无功损耗大,占用电网容量和导线截面积,造成线路压降增大,谐波无功使电网受到污染等问题,提出了SVG(static var generator)补偿方法,不仅可对煤矿井下负载实时快速补偿,稳定电网电压功能,提高电网质量,而且降低企业经营成本。通过仿真研究,表明能满足设计要求,也为动态无功补偿装置进一步安装、调试奠定理论基础。     

煤矿井下滤波装置工程设计方法研究

变频器、整流器在煤矿生产中的广泛应用,使煤矿电网的电能质量问题较为严重,给安全生产造成了严重威胁,同时也增加了系统电能的损耗和浪费。矿区供电系统的谐波问题变的越来越突出。文章提出一种基于最小电容安装法的单调谐滤波器的工程设计方法,并对这种设计方法进行仿真,结果表明这种方法计算简便,效果显著。     

基于改进型瞬时无功功率的有源电力滤波器的研究

供电系统谐波电流电压的出现对电网是一种污染,使得电力设备的工作环境恶化,对电网进行谐波治理迫在眉睫。使用一种改进的瞬时无功功率检测谐波的方法快速检测谐波电流,使用PSCAD/EMTDC建立了一个关于对三相整流电路谐波治理的动态模型,仿真结果显示达到了良好的补偿效果。     

Research on hybrid power filter of 6 kV power grid in coal mine

Studied the harmonic control of the 6 kV power grid in a coal mine substation. Taking harmonic suppression and reactive power compensation into account, and complying with the economic and efficient technical line of the smart grid, a new hybrid active filter was proposed and applied to the power grid in the coal mine with the advantages such as large capacity, low cost and low loss. In order to improve detection speed and reduce the succeeding errors to improve the filtering performance of the active power filter, the DFT (Discrete Fourier Transform) sliding window algorithm based on coordinate transformation and improved hysteresis control method was proposed. The Matlab simulation results show that the hybrid active filter is satisfactory, can improve the grid power factor and can meet the requirements of improving the power quality in the coal mine.     

高校服务器核心机房供电系统设计和部署研究

为合理设计和部署高校服务器核心机房的供电系统,必须完备考虑防雷、电源滤波、电磁屏蔽和干扰等电力电子因素,同时还要充分考虑机房设备、空调、照明等机房必须设备的建筑布局等建筑因素。由于其涉及到强弱电和建筑电气等多重背景知识,目前尚无完善的设计及施工指导方案出台。在充分考虑了上述问题的基础上,采用等电位防雷设计、强弱电分离布线设计、纯电感消谐设计、线路冗余和继电保护设计等多种设计方法,有效解决了上述问题,提出了一套高校服务器核心机房供电系统设计和部署实施的完备方案,对同类机房建设具有指导意义。     

高压无功自动跟踪补偿策略研究

随着非线性负载的接入,越来越多的谐波给电网带来很大的危害。传统采用电阻电容网络对无功进行补偿,但是只能补偿某些固定次数的谐波。有源无功补偿器可以补偿任意次的谐波,受到国内外研究学者的重视,对电压型无功自动跟踪补偿方法进行了研究,搭建了系统仿真模型。通过仿真结果可知,该方法能够自动、准确地补偿高压装置运行时产生的谐波。     

基于小波和FFT的煤矿电网谐波测量分析

谐波污染在煤矿电网中已日趋突显,通过对多个煤矿电网谐波的测试和数据分析,基本掌握了我国煤矿电网谐波的现状,很多电力设备故障,继电保护装置误动作,电网部分谐振,通信设备干扰甚至煤矿事故都是由谐波引发的。因此只有提供准确的测量数据,才能准确分析谐波污染源及如何治理。总结测量谐波数据的方法,并且把Coiflets小波和傅里叶变换有效地结合,运用到谐波数据处理上,实践表明该方法可行,数据准确可靠。     

级联静止同步补偿器（STATCOM）系统原理及故障分析研究

随着煤矿自动化水平的提高,STATCOM装置在井下电网无功 补偿和谐波 治理等方面得到了广泛地应用,尤其煤矿井下综采工作面和辅助运输系统的设备电源电压多数为1 140 V电压等级的设备,1 140 V电压等级的设备大多是感性负载和非线性负载,这些设备与井下电网之间存在着大量无功功率与谐波电流,日常使用过程中,该装置中的IGBT作为核心元件,经常会发生各种故障,影响生产,还会导致井下电网的功率因素降低、设备和线路的损耗增大、保护装置易误动作,甚至会导致线路的末端设备不易启动、故障性瘫痪等严重的机械事故,影响井下正常生产。因此,以井下1 140 V级联H桥STATCOM系统作为研究对象,根据其原理和参数的设计方法,分析STATCOM中可供采集的信号,分析负载变化和IGBT故障对系统中其他信号的影响。为矿上处理井下存在的大量无功功率与谐波电流提供理论基础,重点对STATCOM装置的稳定运行起到了很关键的作用。     

一起消弧装置引起的矿井电网事故分析

单相接地故障是煤矿电网中最常见的故障类型,为减小此类故障出现时过电压对电网设备的损坏概率,及时有效切除故障线路,降压站装设有消弧消谐选线及过电压保护装置。但在煤矿电网实际运行中,某些消弧消谐选线装置却会造成电网的事故扩大。根据某矿发生的一起由消弧消谐选线装置故障导致的矿井大面积停电事故,具体分析了该保护装置的原理、功能及存在的技术不足,指出了该消弧消谐选线装置是导致事故扩大的主要原因。为了确保煤矿一类用户安全可靠供电,避免同类事故的发生,建议在煤矿电网中限制使用采用接地相金属接地技术的消弧消谐装置。