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电流物理分量理论改进方法在电能质量评估中的应用

发布时间:2022-10-31 10:29:47  浏览量:29
      随着分布式电源和柔性电力技术的发展、智能电网概念的提出,电源特性、电网络结构和负荷类型及其构成正在发生着巨大变化。新能源多处接入主干网和分布式电源接入配电网,使得传统配电网由被动的受端变为有源系统,功率由单向转为双向流动。电力消耗形式的多样性,使得电力电子技术广泛使用,非线性设备比重增加,系统非线性越发明显。单相电源和单相负荷的增加使得不平衡问题更加突出。各类负荷对电力品质越发敏感,对质量和可靠性要求进一步提高。因此,在新一代电力系统中,电能质量面临更加严峻的挑战,电能质量的监测、电能质量评估与控制显得尤为重要。
     目前,对电压质量的研究较多,其相关内容无论是从监测对象、扰动类型,还是从评估方法上都相对完善,已形成体系,并逐步标准化,而现代电力系统中,仅仅关注电压质量难以满足对电能质量的评估与控制要求,原因在于:
1)传统基于强系统的假设条件不再普遍满足,典型电流扰动负荷影响更加突出;而在弱系统中,电流质量扰动的影响尤为明显,需要予以关注。
2)电压扰动对某一区域负荷的影响只需要针对该区域的 PCC 点电压质量进行评估即可;而对于电流扰动,需要考虑到区域内各个关键扰动源支路,其作用与影响机理相对于电压扰动更为复杂,难以实施有效的监测与评估手段。
3)电能质量是由供电电压质量和负荷汲取的电流质量综合作用的结果,单独考虑电压质量或电流质量,并不能反映扰动的整体水平,而且难以将系统侧和负荷侧的扰动水平分离。当考虑双向潮流时,传统系统和负荷的概念还需要重新定义。
4)电流有效做功部分所占比例决定了系统和设备的运行效率,对电流质量进行合理评估也是电能质量经济性分析的前提。
5)对电力扰动源支路或其集总支路上的电流质量监测与评估是电流质量治理的前提,有害电流分量的提取是电能质量治理装置控制的基础。
任何电力扰动的产生都需要能量的支撑,其传播必然表现为扰动功率的流动。对电能传输效率的评估,必然要对电能消耗与计量进行深入分析。
      对电源和负荷的谐波发射水平进行责任划分需对谐波潮流进行分析计算。因此,电流质量评估依赖于对电路功率特性的理解与分析,并将电流扰动的物理现象与其功率分量相结合。由此可见,在非正弦和不对称条件下的三相或单相电力系统中,电流质量的评估需要以科学合理的功率理论为基础。
选择适合于电流质量评估的功率理论需要从以下角度全面观察:
1)使用条件。所选择的功率理论应对单相系统和三相系统、正弦和非正弦等电路条件同时适用。
2)能准确描述电流的质量特性。所定义的功率分量能够与电力扰动物理现象相对应,而并不仅仅是数学上的描述。
3)定义方式。所定义的功率分量中应有电流分量一一对应。
4)具有应用可操作性。所定义的功率或电流分量应能易于实现准确测量,并为电流质量治理措施提供关键的信息。

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