[发明专利]线路谐波控制系统

说明书

本发明提出一种线路谐波控制系统，该系统包括：有源滤波组件、非线性设备和电源，其中，有源滤波组件及非线性设备之间均通过电网电路顺次连接，有源滤波组件根据电网电路中的电流，产生相应的抵消谐波电流，以对电网电路中的谐波进行抵消消除。本发明能够通过抑制和滤波的手段对谐波进行有效治理，对于在可抑制范围内的谐波，采用抑制的手段，对谐波进行抑制，当系统中的谐波含量达到一定的量，用抑制已无法解决问题时，采用滤波的手段，对大含量的谐波进行消除，以保证系统中的谐波含量低于国标限额，同时保证系统稳定运行。

技术领域

本发明涉及新能源并网系统稳定分析技术领域，特别涉及一种线路谐波控制系统。

背景技术

近年来，由于配电网谐波问题，并补电容器经常跳闸而不能投运甚至发生爆炸，微机保护装置也因出现误动甚至拒动而引发事故。如湖南涟源钢铁1998年7月因5次谐波超标，导致豹南山220kV变电站停电16小时，造成经济损失达2400万元；2001年至2002年，广东中金岭南股份有限公司韶关冶炼厂因2次、5次谐波严重超标，多次发生高压开关柜误动作，并且引起电机、变压器损坏，造成经济损失达2700万元；2006年3月，南京电网由于谐波引发电网启用自动保护动作，城南、城中出现大面积断电现象，造成严重的社会影响。由此可见，无功不足与谐波超标不但造成了大量的能源浪费，同时还严重威胁着电网的安全稳定运行。

谐波的主要危害包括：

1.增加电力设施负荷，降低系统功率因数，降低发电、输电及用电设备的有效容量和效率，造成设备浪费、线路浪费和电能损失；

2.引起无功补偿电容器谐振和谐波电流放大，导致电容器组因过电流或过电压而损坏或无法投入运行；

3.产生脉动转矩致使电动机振动，影响产品质量和电机寿命；

4.由于涡流和集肤效应，使电机、变压器、输电线路等产生附加功率损耗而过热，浪费电能并加速绝缘老化；

5.谐波电压以正比于其峰值电压的形式增强了绝缘介质的电场强度，降低设备使用寿命；

6.零序(3的倍数次)谐波电流会导致三相四线系统的中线过载，并在三角形接法的变压器绕组内产生环流，使绕组电流超过额定值，严重时甚至引发事故；

7.谐波会改变保护继电器的动作特性，引起继电保护设施的误动作，造成继电保护等自动装置工作紊乱；

8.谐波变改变了电压或电流的变化率和峰值，延缓电弧熄灭，影响断路器的分断容量；

9.使计量仪表特别是感应式电能表产生计量误差；

10.干扰邻近的电力电子设备、工业控制设备和通讯设备，影响设备的正常运行。

单一独立节点节能设备之间相互影响，一旦局部调节过度或不足会造成临近线路的故障，形成“要害区域”。例如：某节点应用静止无功补偿器SVC来提高功率因数，减小电能的损耗；同时应用谐波抑制装置来降低该节点谐波含量，减小谐波损耗；但没考虑到SVC本身产生的谐波的特点以及对谐波抑制装置的影响，引起设备之间以及设备与电网之间发生谐振，进而造成临近线路的故障，形成“要害区域”。

通常特定的用电设备会产生极强的高次谐波污染，从而降低了电能质量、增加线路和用电设备的损耗，并且还影响到电网上其他设备的正常工作。

在电力系统中，可产生谐波电流的非线性元件主要有变压器、可控硅元件以及变电站的电容器组、电抗器等，这些谐波电流可以从低压侧馈入高压系统，当电容器的设计参数选择不当时，会使谐波放大，甚至发生谐振。