小电网负荷低谷时段谐波电压问题的研究

论文摘要

在电力系统中,各种谐波源产生的谐波影响着整个电力系统的电气环境,对电气设备的危害是严重的。随着电力电子等设备的迅速发展,谐波问题也越来越受到人们的重视。变压器是传统的谐波源之一,在正常情况下,其产生的谐波不大,但当变压器工作在一些特殊运行方式,如在夜间负荷低谷时段,电网运行电压偏高的情况下,变压器铁芯饱和程度增加,其产生的谐波电流急剧增大,由此反映的就是电网在负荷低谷时段谐波电压过高的现象,在小电网中尤为明显,已经大大超过了我国的谐波标准。因此,对小电网负荷低谷时段谐波电压过高问题的研究具有十分重要的意义。本文对多个变电所实测数据进行了统计分析,总结了电网在负荷低谷时段谐波电压的一些特征。采用专业的电磁暂态仿真软件EMTDC研究影响变压器谐波电流的因素,其变压器模型采用基于磁路模型原理的UMEC变压器模型,该模型具有较高的仿真精度,并利用MATLAB软件对仿真数据进行了处理分析,与实测数据进行了对比分析。通过大量分析与仿真得出以下主要结论:变压器谐波电流的大小主要与变压器铁芯的饱和程度有关,影响变压器铁芯饱和程度主要是电压大小和变压器选取额定磁密的大小,变压器铁芯随电压升高饱和程度增加,选取额定磁密大的变压器则加剧饱和程度的增加;因为输电距离长和电源短路容量小,小电网在轻载或空载时会使电网末端电压的升高的幅度较大,而且电网在负荷低谷时段经常会有未切除的电容器组,使电网的谐波阻抗呈容性,可能会出现谐波放大的现象。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 电力系统谐波
• 1.1.1 电力系统谐波的产生
• 1.1.2 电力系统中谐波的危害
• 1.2 电网负荷低谷时段谐波电压过高问题的提出
• 1.3 本文研究的主要工作
• 第2章 变电所实测数据统计分析
• 2.1 谐波标准
• 2.1.1 国外谐波标准
• 2.1.2 我国谐波电压标准
• 2.2 变电所测试数据分析
• 2.2.1 测试电网负荷背景情况
• 2.2.2 数据分析
• 2.3 本章小结
• 第3章 变压器非线性模型
• 3.1 变压器模型研究现状
• 3.2 铁芯磁化曲线的描述
• 3.3 励磁曲线转换方法
• 3.4 本文所用变压器模型
• 3.4.1 UMEC模型原理
• 3.4.2 PSCAD中基于UMEC原理的变压器模型
• 3.5 本章小结
• 第4章 电网空载末端电压升高问题研究
• 4.1 PSCAD/EMTDC简介
• 4.2 传输线模型分析
• 4.2.1 PI型模型
• 4.2.2 贝杰龙模型（Bergeron model）
• 4.2.3 频变模型
• 4.3 空载线路末端电压升高理论分析
• 4.4 空载线路电容效应引起电压升高的仿真分析
• 4.4.1 不同长度线路的仿真
• 4.4.2 不同电源电抗下的仿真
• 4.5 本章小结
• 第5章 不同状况下变压器空载仿真
• 5.1 不同等级电压下不同接线方式的变压器仿真
• 5.1.1 Yd11接线方式
• 5.1.2 YNd11接线方式
• 5.1.3 Yy接线方式
• 5.1.4 YNy接线方式
• 5.2 不同额定磁密下变压器空载仿真
• 5.2.1 不同额定磁密的励磁曲线
• 5.2.2 不同额定磁密变压器空载仿真
• 5.3 不同阻抗特性的变压器空载仿真
• 5.3.1 含有谐波的电源的变压器空载仿真
• 5.3.2 感性阻抗的变压器空载仿真
• 5.3.3 容性阻抗的变压器空载仿真
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 读硕士学位期间发表的论文与科研实践