第七章

電力系統(tǒng)用電力電子裝置

2023/2/1第7章電力系統(tǒng)用電力電子裝置無功補(bǔ)償有源濾波直流輸電系統(tǒng)2023/2/1電力電子裝置及系統(tǒng)無功補(bǔ)償無功功率的危害：降低電網(wǎng)設(shè)備的利用率增加線路損耗和壓降沖擊性無功負(fù)載使局部電網(wǎng)產(chǎn)生劇烈電壓波動2023/2/1電力電子裝置及系統(tǒng)阻抗無功補(bǔ)償器

阻抗補(bǔ)償是利用電力開關(guān)器件在電路中接入合適的電容或電感，使得電路的總阻抗接近阻性，功率因數(shù)接近1。

圖7.1阻抗無功補(bǔ)償器2023/2/1電力電子裝置及系統(tǒng)晶閘管投切電容器TSC（ThyristorSwitchedCapacitor）調(diào)節(jié)是有級的，但補(bǔ)償電流中不含諧波。檢測無功大小，判斷投入的電容器組數(shù)檢測電壓，投入的時刻

2023/2/1電力電子裝置及系統(tǒng)晶閘管控制電抗器TCR（ThyristorControlledReactor）控制電抗器電流的導(dǎo)通角，可連續(xù)調(diào)節(jié)無功輸出。裝置本身有一定的功率損耗,電抗器體積較大。

2023/2/1電力電子裝置及系統(tǒng)TCC型無功補(bǔ)償裝置

（ThyristorControlledCapacitor）通過控制可關(guān)斷電力電子器件G1，G2的導(dǎo)通角來調(diào)節(jié)主回路補(bǔ)償電流。

2023/2/1電力電子裝置及系統(tǒng)無功功率發(fā)生器電容C的充電電壓作為直流電源逆變器輸出電壓跟蹤電網(wǎng)電壓，輸出電流滯后電感上電壓調(diào)控逆變器輸出電壓的大小，可以方便地改變向電網(wǎng)輸出無功功率的大小和性質(zhì)

2023/2/1電力電子裝置及系統(tǒng)PWM開關(guān)型串聯(lián)基波電壓補(bǔ)償器

變換器輸出電壓與負(fù)載電流相差90度，將無功功率串聯(lián)注入電網(wǎng)，以調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓。圖7.3PWM開關(guān)型串聯(lián)基波電壓補(bǔ)償器2023/2/1電力電子裝置及系統(tǒng)先進(jìn)無功發(fā)生器ASVG18脈沖電壓型逆變器直流儲能電容器與電網(wǎng)連接的變壓器2023/2/1電力電子裝置及系統(tǒng)P脈波變流器較高脈波數(shù)變流器通常由兩個或者更多的6脈波變流器經(jīng)特殊的相位移動的并聯(lián)變壓器組合而成。一個P脈波變流器可以由P/6個6脈波變流器構(gòu)成，這些6脈波變流器是通過一個（P/6+1）繞組的變壓器（P/6個雙繞組的變壓器或者P/12個三繞組的變壓器）供電的。變壓器二次繞組之間的相位差為360度/p。2023/2/1電力電子裝置及系統(tǒng)三單相橋三重化18脈沖電壓型逆變器

2023/2/1電力電子裝置及系統(tǒng)0°三相橋臂單相逆變器圖7.50°橋單相逆變器I的觸發(fā)及輸出電壓波形2023/2/1電力電子裝置及系統(tǒng)電網(wǎng)的供電質(zhì)量

圖4.2電網(wǎng)中產(chǎn)生的干擾示意圖2023/2/1電力電子裝置及系統(tǒng)

無源與有源濾波技術(shù)無源濾波器的濾波特性是由系統(tǒng)和濾波器的阻抗比所決定。

電力有源濾波器提供非線性負(fù)載所需的諧波電流，而電網(wǎng)只需提供基波電流。2023/2/1電力電子裝置及系統(tǒng)按APF與系統(tǒng)的連接方式分：

并聯(lián)型

APF串聯(lián)型

APF串—并聯(lián)型

APF混合型

APF

按

APF中逆變器直流側(cè)儲能元件的不同分：電壓型

APF(儲能元件為電容)電流型

APF(儲能元件為電感)有源濾波器的分類2023/2/1電力電子裝置及系統(tǒng)串聯(lián)型

APF消除帶電容二極管整流電路等電壓型諧波源負(fù)載對系統(tǒng)的影響。由于流過的是正常負(fù)荷電流，損耗較大。

2023/2/1電力電子裝置及系統(tǒng)并聯(lián)型APF產(chǎn)生與負(fù)載諧波大小相等、方向相反的諧波電流。

2023/2/1電力電子裝置及系統(tǒng)圖7.8串－并聯(lián)型APF圖7.8串－并聯(lián)型APF2023/2/1電力電子裝置及系統(tǒng)控制策略

諧波信號的檢測補(bǔ)償分量的產(chǎn)生

2023/2/1電力電子裝置及系統(tǒng)u(t)為電網(wǎng)電壓信號，R1(t)和R2(t)是與電網(wǎng)電壓同步的信號。is(t)為電源側(cè)電流，if(t)、ih(t)分別為電源側(cè)基波電流和諧波電流。電網(wǎng)諧波自適應(yīng)檢測原理圖

自適應(yīng)諧波檢測2023/2/1電力電子裝置及系統(tǒng)諧波與無功功率綜合補(bǔ)償系統(tǒng)2023/2/1電力電子裝置及系統(tǒng)逆變器的控制策略

基于瞬時無功功率理論的d—q分解法可對諧波和無功功率進(jìn)行實(shí)時檢測。

2023/2/1電力電子裝置及系統(tǒng)直流輸電基本原理圖圖7.18直流輸電基本原理圖2023/2/1電力電子裝置及系統(tǒng)直流輸電特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

方便電網(wǎng)互聯(lián)兩端連接的交流系統(tǒng)不需要同步運(yùn)行

線路造價低當(dāng)用大地或海水作回路時，僅