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串并联电能质量治理设备协同影响分析
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2019 年(第七届)电力科技管理论坛 - 154 - 串并联电能质量治理设备协同影响分析 国网北京市电力公司,贾东强、傅哲、王兆权、张康、张潇、马依兰 摘 要:针对配电网中串并联电能质量调节器同时补偿电压、电流质量可能存在的谐波交互影响问题,以串联电压 型补偿装置 DVR、 并联电流型补偿装置 APF 为例, 研究了延迟效应等非线性因素对电网残余谐波电流的影响, 采用阻抗模 型分析了 DVR 与 APF 之间潜在的并联谐振问题,并提出相应的解决方案,时域仿真验证了交互影响相关结论的有效性。 关键词:电能质量调节器,非线性,谐波,阻抗模型,并联谐振 随着我国高精尖等敏感工业的迅速发展,电能 质量问题已成为该领域日益关切的问题,而各种电 力电子补偿装置已成为维持敏感负荷正常运行,保 证重要工业园区电能质量需求的可靠保障。然而, 电力电子装置本身也是一种谐波源,当某敏感负荷 所在馈线支路同时带有多种电力电子装置时,很可 能由于装置之间缺乏相应的协调控制,装置之间相 关参数不匹配导致了不必要的交互影响。鉴于谐振 问题会对配电网电能质量补偿装置的补偿效果甚至 系统的稳定性有重要的影响,本文以串联电压型补 偿装置动态电压恢复器(DVR)、并联电流型补偿装 置有源滤波器 (APF) 不共直流母线的补偿方案为例, 首次研究了两者之间存在的并联谐振问题,分析其 产生机理并提出了相应的解决方案,最后结合时域 仿真对相关结论进行验证,从而为多台 DFACTS 装置 的联合运行提供了部分参考依据及理论指导。 1 DVR APF 1.1 DVR 与 APF 联合运行拓扑结构模型 DVR 与 APF 联合运行的单相拓扑结构示意图如图 1 所示,其中 is、iL 分别表示电网侧、负荷侧电流。 Vs、VL 分别表示电网侧、负荷侧电压。L1、R1、C1 分 别表示 DVR 的滤波电感、 等效电感电阻及滤波电容, L2、R2分别表示 APF 的连接电抗器及电阻,i1、i2分 别表示 DVR、APF 的滤波电感电流。而敏感负荷端为 线性与非线性的混合负载。 critacal Load 2 k DVR VSC1 1 C 1 R 1 L C V s V L V 2 i 2 R 2 L s i L i 2 k APF VSC2 1 i 图 1 DVR 与 APF 联合运行拓扑示意图 当 Vs出现跌落时, DVR 将从旁路状态切换至运行 状态,注入相应的补偿电压 Vc,从而使得负荷端敏 感负荷电压 VL维持在正常范围内。而 APF 始终处于 补偿状态,若将 DVR 与 APF 的变流器分别等效为理 想电压源 E1、E2,则图 1 可简化为图 2: E1 E2 DVR APF + _ + _ R2 L2 L1 R1 C1 VS VL iL Vc i1 i2 is + _ Load 图 2 DVR 与 APF 联合运行等效示意图

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