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電能質量監測改善系統
來源: | 作者:oeshcn | 發布時間: 2015-09-11 | 3692 次瀏覽 | 分享到:
  應用背景(電能質量監測改善需求)
  今日世界,電能源是一切工農商業和生活設施的第一驅動力,而現代供配用電系統是最復雜的非線性系統。隨著工農業生產規模的迅速擴大和電力電子新技術的應用,大量的非線性、不對稱負荷產生的諧波電流、沖擊無功、負序電流注入電網,伴隨產生了大量的電能質量問題。
 
  1)電能質量問題的危害
  可靠性危機 對用戶來說,特別是醫院、廣電、汽車、造紙等用戶,電能質量差,無法給設備提供可靠穩定的能源供給,影響設備正常運行,進而影響用戶的正常運營。
  成本危機 設備的非正常運行自然會影響設備的壽命,給用戶增加折舊成本;同時設備沒有處于最佳工作狀態,影響用戶整體工作效率,直接影響用戶經濟效益。
 
  2)政府對電能質量問題日趨重視
  伴隨著電能質量問題日益嚴重,政府開始關注電能質量,并出臺了一系列措施規范和提升電能質量,包括對功率因數低的廠商進行罰款,出臺諧波含量規范文件等。
 
  電能質量監測改善的發展
  從上個世紀初電能質量問題的危害被人類發現以后,人類便開始長達100年的電能質量治理路程。
 
  1)“檢測+技術改善手段”階段
  對電能質量進行檢測,發現電能質量問題(如諧波、無功功率等),采取相應改善手段。主要改善手段為無源濾波+無功補償。
 
  無源濾波技術
  最初治理諧波的方法是通過組合LC等被動元件,在電路中提供一個旁路通道,讓諧波電流從該旁路通道中流走。這種工作原理有點類似于通過濾網濾掉液體中的雜質,所以我們把這種諧波治理的方式稱之為濾除諧波(后來稱之為無源濾波(原因后詳))。無源濾波針對各次諧波進行濾除,也就是說一組無源濾波設備智能濾除一個單次諧波。那么如果需要將電路里面的諧波全部濾除則需要配置很多組設備。這樣的組合方式加大了用電的安全隱患,也無法保證濾波的可靠性。于是人們開始嘗試尋找其他治理諧波的方式。
 
  2)“監測+技術改善手段”階段
  由于電能質量的問題是經常變化的,光檢測不能解決問題,于是開始對電能質量進行實時監測,發現更多的電能質量問題,同時改善手段也得到了進步,主要體現在有源濾波開始代替無源濾波。
 
  有源濾波技術
  諧波治理的發展過程中,有人感慨:“產生諧波易,治理諧波難”。而正是這句話,給了科學家靈感。這位無從考究的科學家提出了這樣的思路——監測電路中的諧波,然后產生一個與該諧波大小一樣方向相反的諧波與之進行抵消,達到消除諧波的目的。這種類似于酸堿中和的想法很快被應用到了實踐,也就是我們現在耳熟能詳的有源濾波器。嚴格意義上來說,有源濾波器并非濾波器,而是一個諧波發生器,而有源濾波器產生的時候無源濾波器已經有了幾十年的歷史了,于是有源濾波器繼續沿用了濾波器這個稱呼。而無源濾波器在濾波過程中無需外界提供電源產生諧波,有源濾波器則需要外界提供電源,所以才有了現在用來區分兩者的名字。事實上,西方稱有源濾波器為主動濾波器,稱無源濾波器為被動濾波器,因為前者是主動消除諧波,后者是被動濾除諧波。
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