电力系统谐波污染分析与治理措施

摘要

电能作为现代社会的重要能源之一，广泛应用于工农业生产、人民生活、国防科技等各个领域。随着电力系统规模的飞速发展，人们对电能质量的要求越来越高。谐波是目前电力系统中存在的最普遍现象，是电能质量的主要指标。电力系统谐波是电能质量的重要参数之一，随着电力电子技术的发展，大量的非线性负载和各种整流设备被广泛的应用于各行各业，使电网谐波含量大大增加，电能质量下降。谐波给供电企业的安全运行和经济效益带来了巨大影响。所以，抑制谐波污染、改善供电质量成为迫切需要解决的问题。 对电能质量的治理，需要电力部门和用户共同参与。一方面，用户需要电力部门公共电网电能质量能确保用户正常生产用电；另一方面，电力部门也要求用户的生产用电不影响公共电网的正常供电，特别是对于一些会对公共电网电能质量造成巨大影响的大型用户，从源头上进行电能质量的治理是必须的。本文介绍了谐波的概念及危害，并结合济南电网的谐波状况及电气化铁路投产后对电网的影响，提出了目前电力系统中进行谐波抑制的常用方法及措施，并对如何以管理手段治理谐波源作了分析。 电气化铁路作为电力系统的一个特殊用户，其负荷具有非线性、不对称和波动性的特点。我国谐波的主要问题是电力系统与电气化铁道的协调问题。电气化铁道牵引负荷是整流型负荷，产生大量谐波(主要是3，5，7次)注入电力系统，电气化铁道作为少数直接接入高压电网的大宗电力用户其谐波对电力系统和其它用户产生的影响是不容忽视的，因此对牵引负荷注入电力系统的谐波进行限制势在必行。牵引负荷其产生的谐波有别于其它电力用户产生的谐波。目前国内对电气化铁道谐波的研究还刚刚开始，对其认识还很有限，因此需要系统全面的进行研究。本文介绍了电气化铁路对电网谐波干扰造成的危害，指出了谐波国标(GB/T 14549-93)用于电气化铁路存在的问题。 畸变负荷谐波发射限值计算不论对于供电部门还是电力用户都是十分重要的，本文介绍了谐波国标GB/T 14549-93和IEC技术文件61000-3-6及GB/Z17625.4-2000中相关的用户谐波限值确定方法，讨论了主要不同之处。建议在用户谐波限值算法中应用负荷同时系数并讨论了同时系数确定方法。重点讨论了电气化铁路用户谐波发射限值的分配方法(涉及用户协议容量和供电容量的确定、多谐波源叠加指数的确定、多谐波源同时系数的确定)、限值评估的方法。分析了济南电网内电气化铁路牵引站谐波发射限值。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1.1课题的背景与意义

1.2谐波抑制手段及谐波标准概述

1.3论文的主要工作

第二章 谐波的基本概念及我国公用电网谐波标准

2.1谐波的基本概念

2.2谐波源及谐波产生的机理

2.3我国公用电网谐波标准GB/T14549—93概述

第三章 济南电网谐波状况

3.1济南电网的基本情况

3.2济南电网谐波测试工作

第四章 谐波治理的措施

4.1谐波责任的划分

4.2抑制谐波的一般技术手段

4.3抑制谐波的其他技术措施

4.4谐波治理的管理措施

4.5电力部门的对策

第五章 电气化铁路谐波畸变水平评估及谐波电压规划水平分配方法

5.1我国及国外谐波标准发展概况

5.2铁路、电力两部门在GB/T14595-93《电能质量公用电网谐波》执行上的分歧

5.3GB/Z 17625.4-2000及IEC61000-3-6高压系统畸变负荷发射限值估算

5.4电气化铁路谐波电压规划水平分配方法

第六章 济南电气化铁道牵引负荷谐波发送限值分配及畸变水平评估

6.1背景介绍

6.2谐波计算

6.3电气化铁道牵引负荷谐波畸变水平评估

第七章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文目录