煤矿6kV供电系统谐波治理研究与应用

通过徐矿集团庞庄煤矿张小楼井6 kV供电系统谐波现状的调研,找出张小楼井6kV供电系统谐波产生根源和谐波特征,进行谐波治理研究,设计了将高压有源滤波技术、动态无功补偿和无源滤波技术相结合的实时谐波滤除和动态无功补偿装置。该装置能够根据供电系统谐波实际含量实现谐波实时滤除和无功动态补偿,提高供电系统电能质量,增强煤矿供电安全可靠性。该装置在庞庄煤矿张小楼井35 kV变电所应用,效果良好,6 kV供电系统电能质量有了明显提高,各次谐波含有量和电压畸变率均符合国家标准要求,平均功率因数保持在0.97以上,年节电120.85万kWh。     

矿用并联混合有源电力滤波器的研究

针对煤矿供电网需要实时动态地补偿电网中瞬态变化的谐波电流,提出一种基于空间电压矢量脉宽调制技术的控制策略;设计了一种适用于煤矿供电网的并联混合有源电力滤波器(PHAPF)的拓扑结构,并对拓扑结构的控制策略进行了研究,控制策略直接影响到有源电力滤波器的滤波性能。混合有源电力滤波器的有源电力滤波器经过三相耦合变压器,串接LC串联谐振无源滤波器,降低有源滤波器的容量和承受的基波电压。通过理论分析和Matlab仿真,验证了混合有源电力滤波器的控制策略能够提高煤矿供电网的电能质量。     

无源滤波器无功补偿容量分配及支路投切顺序生成

为解决用于矿井无功补偿和谐波抑制的无源滤波器设计及控制问题,兼顾矿井负荷运行特性和谐波源电流进行无源滤波支路初始无功补偿容量分配,考虑到煤矿负荷因其生产特点而呈阶梯性变化,提出一种计算滤波支路负载率的方法,并应用禁忌搜索算法进行无源滤波器参数优化设计。以补偿容量满足系统功率因数要求及开关操作成本最小为目标,操作过程中不产生谐波放大、功率因数不超出合格范围为原则,建议了一种滤波器运行方式切换操作顺序自动生成方法。最后应用一个实际工程算例进行分析和说明,结果表明本文提出的方法具有良好的可行性。     

整合煤矿供电系统无功补偿的研究

整合煤矿的电力系统目前存在功率因数低,损耗大等缺点,并含有谐波,从安全性和经济性两方面考虑,需要安装能同时补偿无功和滤除谐波的装置。文中介绍了无源滤波器、静止无功补偿设备及有源滤波器装置的原理及优缺点。结合整合煤矿的供电实际,无源滤波器是目前最可行的方式,并举实例介绍了LC无源滤波器选型计算过程。     

串联12脉波电路谐波的MATLAB仿真与滤波器设计

以矿井直流提升机供电系统为研究背景,对大功率直流电力传动装置,特别是串联12脉动整流电路进行了谐波特性分析。基于MATLAB软件,仿真研究了谐波源输入电流、输出电压及输出电流的谐波特性,为矿井滤波装置的设计提供了理论基础。针对矿井配电系统的特点,设计了适合矿井电网的LC滤波装置,通过仿真实验说明滤波器对电网频率波动具有较好的适应性。     

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。     

高压换流站交流侧滤波装置设计研究

为了加强高压换流站交流侧滤波器的谐波抑制以及无功补偿效果,针对高压换流站交流侧滤波装置设计展开研究。针对无源滤波器的结构及原理进行分析,构建了滤波器阻抗稳态计算的目标函数,进而对其参数进行选择。针对直流输电检修状态时谐波特性,设计无源滤波器的配置方案和参数设定,并搭建仿真模型。其仿真结果得到:在交流侧装设品质因数为50的无源滤波器,对母线第3、5、7、9次谐波有显著的抑制效果,谐波总畸变率从加装前的1.80%减小至0.14%。当系统直流双极在全压情况下运行时,加装滤波器后能够有效抑制系统的谐波电压含有率,并能够降低其电压波形崎岖程度,进而变得光滑。研究结果表明,设计的无源滤波器对换流站交流侧产生的谐波能够起到很好的抑制作用。     

煤矿实用混合有源电力滤波装置的设计

针对大型供配电站需要在滤除谐波的同时进行无功补偿的工程要求,提出了一套较为实用的并联混合型有源电力滤波器的拓扑结构。以某煤矿110kV变电站主变压器低压侧10kV配电网的谐波治理及无功补偿为对象,介绍了滤波器无源和有源部分的设计过程。实际运行结果表明,能满足现场的需要。     

基于SVPWM算法的三电平有源电力滤波器的电压空间矢量调制策略

针对煤矿电网谐波问题,提出利用有源滤波的方式来实现抑制谐波。研究的对象是三相三线制并联型有源滤波器,采用三电平的方式还可以提高负载容量,达到对大容量谐波源的治理要求。基于SVPWM算法的三电平电压空间矢量调制策略,将三电平转化为两电平,简化计算,并且对直流侧中点电位的波动进行分析。最后用MATLAB仿真,达到了预期的效果。     

企业电网谐波的产生、危害与防治

论述企业电网谐波的产生、危害及防治方法，并以三河尖煤矿电网谐波的测试结果为例，说明目前煤矿电网谐波源及影响状况。通过对三河尖煤矿35kV变电所6kV系统测试结果及测量实例，论述了谐波给电力系统及各种用电设备所带来的有害影响，从而提出了在高频范围内加装滤波器，将高次谐波部分滤除，以保证总的电压畸变率极限值不超标。     

煤矿电网谐波分布及抑制对策研究

针对非线性负荷和大功率电力电子设备引发供电系统出现大量的高次谐波,造成电力系统电压、电流波形畸变,电能质量下降,对电力系统的安全、经济运行产生重大危害等问题,根据普查与分析得到煤矿电网谐波的分布情况,做出了煤矿供用电设备的谐波等效电路模型,提出了有源滤波器可有效地抑制电网高次谐波,它将成为今后煤矿供电系统中主要的滤波电器。     

基于LCL滤波的三电平有源滤波器研制 基于LCL滤波的三电平有源滤波器研制

永城煤矿部分矿井提升机系统采用直流电动机调速设备,产生谐波,污染电网。针对这一问题,本研究研制了一套基于LCL滤波的三电平有源滤波器以降低系统谐波。该装置采用二极管箝位型三电平拓扑结构,通过电容电流反馈的有源阻尼方法进行谐振抑制,并且将智能化粒子群算法应用于LCL滤波器参数设计。本研究所采用理论及方法,经仿真验证证明其正确可行,可以有效降低系统谐波。通过样机实验结果证明,所研制的有源滤波器可以有效补偿直流提升系统产生的谐波,将电网谐波含量控制在5%以内,满足国家标准。     

基于LCL滤波的三电平有源滤波器研制

永城煤矿部分矿井提升机系统采用直流电动机调速设备,产生谐波,污染电网。针对这一问题,本研究研制了一套基于LCL滤波的三电平有源滤波器以降低系统谐波。该装置采用二极管箝位型三电平拓扑结构,通过电容电流反馈的有源阻尼方法进行谐振抑制,并且将智能化粒子群算法应用于LCL滤波器参数设计。本研究所采用理论及方法,经仿真验证证明其正确可行,可以有效降低系统谐波。通过样机实验结果证明,所研制的有源滤波器可以有效补偿直流提升系统产生的谐波,将电网谐波含量控制在5%以内,满足国家标准。     

矿井设计中多个谐波源设备与滤波装置不同配置方式的比较

矿井设计中多个谐波源设备与滤波装置不同配置方式的比较煤炭部合肥设计研究院洪小平晶闸管供电的大容量直流调速提升机及其它非线性负荷的特点是单台设备容量大、启停频繁、启停时对电网的无功冲击量大、功率因数低，工作时产生较大的谐波电流。随着这类设备在煤矿供电网...     

电网谐波治理

全面介绍了治理电网谐波的各种措施。建议对不同谐波源采取不同治理方法，并用实例予以说明。对电弧炉及电气化铁路采取供电隔离，对新装设备选用多脉冲交流器或用变压器绕组移相，对生产矿井安装谐波滤波器或改善电网结构。文中还对滤波器设计调整提出一些具体建议。     

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。     

谐波检测数字低通滤波器的设计与研究

介绍了用于电网谐波检测的数字低通滤波器的设计原则,以IIR数字滤波器的基本理论为基础,采用直接Ⅱ型结构,设计了一种高精度、高实时性的Butterworth数字低通滤波器,并分析了滤波性能,验证了滤波器的可行性。     

煤矿企业供电系统谐波治理研究

电能质量最突出和普遍的问题是电网谐波.通过测试得知,主要的谐波源为各种电力电子装置,其治理方法应从减少谐波源或进行补偿两方面来进行.在简单分析无源和有源电力滤波器基本原理后,利用电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC对有源电力滤波器进行了仿真,证明了其治理谐波污染的有效性.     

基于有源滤波和动态无功补偿技术的煤矿6kV供电系统谐波治理

经过较长时间对张小楼井6 kV供电系统谐波的测量与研究,查清了其谐波特征和产生的根源,在分析了国内外各类谐波治理技术和应用现状的基础上,研发出有源滤波动态无功补偿和无源滤波技术相结合的实时谐波滤除和动态无功自动补偿装置,该装置能够根据电网谐波实际含有量和系统功率因数水平,实现谐波自动跟踪滤波和动态无功补偿。     

一种新型并联混合型有源电力滤波器

通过分析传统的电压源型并联混合型有源电力滤波器的缺点,提出一种新型的电流源型并联混合型有源电力滤波器,在分析其滤波原理的基础上,讨论了该新型的电流源型并联混合型有源电力滤波器的容量、全数字化控制系统及其滤波效果.理论分析及实验结果表明,该新型HAPF中的APF容量比传统HAPF中的APF容量明显减小,仅为补偿对象容量的1％左右,滤波效果良好,控制系统硬件设计简单,完全可以用于大功率非线性负载的谐波及无功补偿.