非线性负荷接入高压-超高压系统应用评估

目前中国正持续快速建设高速电气化铁路网络。高铁负荷接入高压-超高压电网的需求越来越高,它们接入电网会注入谐波电流,造成电压波形畸变。为对比IEC/TR 61000-3-6:2008技术性文件和英国G5/5工程导则中非线性负荷接入高压-超高压系统的评估方法,以某220 kV高铁牵引站接入为应用案例,开展评估及应用效果对比分析。研究成果为电能质量谐波国家标准的修订提供一些参考。

非线性负荷接入高压-超高压系统评估方法对比

随着电力系统"双高化"的发展,非线性负荷或设备的容量越来越大,它们接入高压-超高压系统的需求越来越高。非线性负荷接入电网会向电网中注入谐波电流,造成电压波形畸变。为了评估非线性负荷的接入是否会对系统造成不可接受的电压谐波失真,国际电工委员会(IEC)制定的IEC/TR 61000-3-6:2008技术性文件和英国2020年颁布的G5/5工程导则给出了相应的评估方法。介绍了2个标准中非线性负荷接入高压-超高压系统的评估方法并进行对比分析,为电能质量谐波国标修订提供不同的视角和思考。

GB/T 14549-93与IEEE std.519:2014谐波电流限值确定方法对比

GB/T 14549—93与IEEE std.519:2014两标准中分别针对用户可注入公共连接点的谐波电流限值进行了规定。但2个标准中所提出的限值在确定方法及工程使用中皆存在一定差异。在修订过程中的谐波国家标准GB/T 14549拟采用IEEE std.519:2014中单个用户的谐波电流发射限值,因此其谐波电流限值确定方法的合理性有必要充分讨论。首先阐述了2个标准中有关谐波电流限值的相关内容,并对其确定方法分别进行了推导与探讨。最后通过具体算例的结果对比,分析了二者的异同。

基于DCT的真双极直流配电网电压-电流二级控制

在真双极直流配电网中,由于线缆阻抗的差异,底层传统下垂控制在实现较小的电压偏差和较高的分流精度时,存在着有矛盾,影响系统的稳定性和运行的经济性。为此,文中在底层控制的基础上提出一种基于DC/DC变换器(DC/DC transformer,DCT)的适用于真双极拓扑的电压-电流二级控制策略。该控制策略基于通信采集同极性并联DCT的电流和异极性串联DCT的电压,采用一致性算法使电流控制与电压控制均达到收敛,从而实现负荷的合理分配并有效抑制正负极电压的不平衡。在PSCAD/EMTDC平台中搭建真双极直流配电网模型进行仿真验证,仿真和评价结果验证了该控制策略在不同工况下的有效性、对不同拓扑的适应性及配网发生故障时的可靠性。

三相Vienna型充电机超高次谐波产生机理分析

针对典型超高次谐波源—电动汽车充电机开展研究,建立了基于同相/反相层叠式载波的空间矢量调制下单模块Vienna电路超高次谐波发射模型,推导了Vienna电路超高次谐波电压表达式。建立了多模块并联的三相Vienna型充电机超高次谐波发射等效模型。推导了充电机超高次谐波电流表达式,分析了网络阻抗、滤波器阻抗、背景谐波等参数对充电机超高次谐波发射幅值的影响。研究表明,三相Vienna型充电机超高次谐波具有以开关频率为中心、呈窄带发射的特点。基于同相层叠式载波SVM调制的充电机超高次谐波发射中,载波谐波只包含奇次载波谐波,偶次边带谐波仅存在于奇次载波倍频处,奇次边带谐波仅存在于偶次载波倍频处。基于反相层叠式载波SVM调制的充电机超高次谐波发射的特征谐波,主要集中在开关频率及其倍数频率的奇次边带谐波处。最后通过仿真与实际测试验证了理论模型的正确性。

真双极直流配电网有功-电压分布式二级控制策略

采用下垂控制的真双极直流配电网存在负荷分配不合理以及正负极电压不平衡问题,导致换流器利用率降低、额外损耗增加,并且影响系统稳定性。为了实现负荷合理分配以及抑制正负极电压不平衡,提出了一种真双极直流配电网有功-电压分布式二级控制策略。该策略按照第二级控制功能将电压源换流器(VSC)分类,交换相邻VSC间的信息。在此基础上,逐步迭代得到相应的功率和电压收敛值,并计算得到电压调节量。由此进一步改变下垂控制参考电压值,从而实现负荷的合理分配以及抑制电压不平衡。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了真双极直流配电网模型,仿真结果验证了该策略的有效性和可靠性。

英国电气协会G5/5工程导则评述

谐波管理标准化是保障电网电能质量、稳定运行的重要环节。随着电网的建设发展与用电负荷特性的变化,谐波标准需要更新修订。英国电气协会的G5工程导则曾对我国标准制定有很大影响,文章介绍了2020年颁布的新版本G5/5工程导则,即《英国谐波电压畸变和谐波源、谐振装置接入输电系统与配电网的评估》,重点分析了非线性设备及谐振类装置的三级接入评估流程,并与G5/4导则进行比较,详细讨论了两者的变化趋势。希望该文研究内容为开展非线性设备及谐振类装置的接入评估提供新方法,为国标修订提供新思路。