大電流發(fā)生器的諧波電流

  
大電流發(fā)生器的諧波電流  
可以使逆變器克服外界環(huán)境的劇烈變化造成的干擾大電流發(fā)生器，遺傳算法(GA一類以Darwin自然進(jìn)化論與Mendel遺傳變異理論為基礎(chǔ)的求解全局優(yōu)化問(wèn)題的仿生型算法。把遺傳算法應(yīng)用于大功率點(diǎn)跟蹤中。迅速搜索到大功率點(diǎn)。但是由于遺傳算法搜索到大功率點(diǎn)后大電流發(fā)生器分布式結(jié)構(gòu)，并不能穩(wěn)定地工作于大功率點(diǎn)，所以在此使用擾動(dòng)觀察法作為大功率點(diǎn)附近的搜索算法。  
且具間歇性、沖擊性等特點(diǎn)，電鐵機(jī)車、軋機(jī)、電弧爐及電力電子設(shè)備等非線性負(fù)荷運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的高次諧波電流大、三相不平衡。采用現(xiàn)有的固定容量的補(bǔ)償裝置，不能滿足這類電力負(fù)荷安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求。為了治理諧波和提高功率因數(shù)，多年來(lái)，許多國(guó)家都先后研制了多種形式的靜止無(wú)功補(bǔ)償和消諧裝置，以完成不同類型的無(wú)功補(bǔ)償和治理諧波的任務(wù)。  
可以用來(lái)補(bǔ)償三相電壓的不平衡，1采用晶閘管（SCR元件的靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置（SVC與交流濾波器（FC并聯(lián)。這種SVC由晶閘管控制的電抗器（TCR和晶閘管投切的電容器組（TSC構(gòu)成。該裝置的優(yōu)點(diǎn)是三相系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)。對(duì)無(wú)功輸出能連續(xù)可調(diào)。其缺點(diǎn)是TCR運(yùn)行中的無(wú)功輸出是通過(guò)調(diào)節(jié)晶閘管的導(dǎo)通角來(lái)實(shí)現(xiàn)的TCR會(huì)產(chǎn)生大量的高次諧波電流，因此交流濾波器的濾波容量要相應(yīng)地增加大電流發(fā)生器，從而使正常運(yùn)行的損耗也大大增加。若把TCR用于電鐵牽引站的單相補(bǔ)償，其優(yōu)點(diǎn)得不到展示反而缺點(diǎn)比較顯著。傳統(tǒng)的消除電網(wǎng)高次諧波的措施是采用LC型的無(wú)源濾波器。LC型濾波器與諧波源并聯(lián)運(yùn)行，除了起濾去高次諧波的作用外，還可兼顧系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)男枰?，輸出相?dāng)數(shù)額的基波容性無(wú)功。LC型濾波器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便，但占地面積較大，而且還有一些不足之處。  
而且可有效地解決無(wú)源濾波器所存在問(wèn)題。有源濾波器與無(wú)源濾波器的大區(qū)別在于，有源濾波器不僅可減小占地面積。一種向交流電網(wǎng)注入補(bǔ)償諧波電流，以抵消負(fù)荷所產(chǎn)生的諧波電流的主動(dòng)式濾波裝置，其結(jié)構(gòu)上由靜態(tài)功率變流器構(gòu)成，具有半導(dǎo)體功率變流器的高可控性和快速響應(yīng)性。該項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容主要有2點(diǎn)：①高電壓(10kV級(jí))大容量（300kVA以上）有源濾波器的研究，包括有源濾波器的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性研究，應(yīng)用智能控制技術(shù)提高有源濾波器的自適應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)優(yōu)補(bǔ)償。②并聯(lián)式混合型有源濾波器濾波技術(shù)的研究大電流發(fā)生器，包括無(wú)源濾波器和有源濾波器的復(fù)合連接技術(shù)及動(dòng)態(tài)特性的研究。主要解決的關(guān)鍵問(wèn)題為高電壓、大容量電力有源濾波器的變流技術(shù)和諧波電流注入技術(shù)；有源濾波器和無(wú)源濾波器混合并聯(lián)技術(shù)與智能控制技術(shù)。  
3.1主回路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)  
高電壓有源濾波器主回路一般有高—高直接高壓結(jié)構(gòu)和高—低變壓結(jié)構(gòu)2種。  
使用降壓的注入變壓器，高—低變壓結(jié)構(gòu)的主電路。將10kV高電壓經(jīng)降壓注入變壓器變成7001000V然后采用電壓型逆變器多重化技術(shù)實(shí)現(xiàn)高電壓大功率的輸出。這種結(jié)構(gòu)的大能否快速地檢測(cè)出電力線路中需要補(bǔ)償?shù)闹C波分量以及良好的動(dòng)態(tài)跟蹤性能大電流發(fā)生器，有源電力濾波裝置的關(guān)鍵。這也直接決定了裝置的整機(jī)性能。  
只能用于生成補(bǔ)償基波無(wú)功與所有各次諧波電流的指令信號(hào)；同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換dQ法及基于改進(jìn)的帶通濾波器提取基波分量法與pQ法的功能一樣；而采用陷波器消除基波分量的方法，采用瞬時(shí)無(wú)功功率pQ法及其演化改進(jìn)的各種算法。同樣只能用于補(bǔ)償所有的各次諧波。考慮到有源電力濾波器的容量有一定限制，采用無(wú)源濾波器的混合型結(jié)構(gòu)環(huán)境中大電流發(fā)生器的發(fā)光強(qiáng)度，要求可以有選擇性地補(bǔ)償次數(shù)或若干次諧波需要補(bǔ)償?shù)闹C波電流，這方面可以使有源電力濾波器發(fā)揮優(yōu)的諧波補(bǔ)償能力，同時(shí)也使無(wú)源濾波器對(duì)某特定次數(shù)的諧波電流不會(huì)產(chǎn)生過(guò)負(fù)荷或諧波放大等［2］。  
動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間小于0.3m④變電站5號(hào)10kV母線電壓總畸變率在該套濾波補(bǔ)償裝置投運(yùn)前的測(cè)量值為4.9%5.9%該套裝置投入運(yùn)行后的測(cè)量值為1.3%1.5%由此可見，鑒定委員會(huì)專家測(cè)試組對(duì)該套裝置進(jìn)行特性測(cè)量的結(jié)果如下：①有源濾波裝置三相輸出補(bǔ)償容量設(shè)計(jì)值為480kVA實(shí)測(cè)的輸出補(bǔ)償容量達(dá)到508.1kVA以上。②有源濾波裝置空投時(shí)的空投損耗為563.8W為額定補(bǔ)償容量的0.12%③有源濾波裝置具有快速反應(yīng)跟蹤補(bǔ)償特性。10kV母線電壓波形得到顯著改善大電流發(fā)生器，電壓波形總畸變率下降為1.5%以下。⑤10kV負(fù)荷諧波電流的總補(bǔ)償率為76.4%⑥裝置投運(yùn)后系統(tǒng)的功率因數(shù)從0.75上升到0.93以上。  
可將其系統(tǒng)構(gòu)成分為三大類，即并聯(lián)型[2-4]串聯(lián)型[5,補(bǔ)償裝置投運(yùn)前后10kV側(cè)線路電流的頻譜分析見圖3補(bǔ)償裝置投運(yùn)前后10kV側(cè)母線電壓的諧波總畸變率變化曲線見圖4根據(jù)電力有源濾波器接入電網(wǎng)的方式。6]和混合型。  
3.1并聯(lián)型有源濾波器  
并聯(lián)型有源濾波器有三種使用方式大電流發(fā)生器，一般情況下。單獨(dú)使用方式、與PF混合使用方式以及注入電流方式。  
3.1.1并聯(lián)APF單獨(dú)使用方式  
可產(chǎn)生與負(fù)載諧波大小相等，圖2為單獨(dú)使用方式的并聯(lián)型有源濾波系統(tǒng)的構(gòu)成拓?fù)?。有源濾波器中基本的形式。方向相反的補(bǔ)償電流，從而將電源側(cè)電流補(bǔ)償為正弦波。并聯(lián)型有源濾波器主要用于感性電流源型負(fù)載的補(bǔ)償，也是工業(yè)上已投入運(yùn)行多的一種方案，但由于電源電壓直接加在逆變橋上，因此對(duì)開關(guān)元件的電壓等級(jí)要求高；負(fù)載諧波電流含量高時(shí)要求這種APF容量必須很大，同時(shí)具備大的補(bǔ)償容量和寬的補(bǔ)償頻帶比較困難。  
光伏發(fā)電無(wú)疑是有發(fā)展前景的但是光伏發(fā)電系統(tǒng)的一個(gè)主要缺點(diǎn)是輸出功率受天氣情況影響嚴(yán)重，所有可再生能源利用中。如光照強(qiáng)度和環(huán)境溫度的改變都會(huì)使它發(fā)生變化大電流發(fā)生器。太陽(yáng)能電池陣列的大功率點(diǎn)跟蹤就是使太陽(yáng)能電池陣列的工作點(diǎn)能隨外界環(huán)境做出適當(dāng)調(diào)整大電流發(fā)生器高可靠性，達(dá)到任何時(shí)刻都能輸出大功率的目的。