大電流發(fā)生器的諧波電流

  
大電流發(fā)生器的諧波電流  
可以使逆變器克服外界環(huán)境的劇烈變化造成的干擾大電流發(fā)生器，遺傳算法(GA一類以Darwin自然進化論與Mendel遺傳變異理論為基礎(chǔ)的求解全局優(yōu)化問題的仿生型算法。把遺傳算法應(yīng)用于大功率點跟蹤中。迅速搜索到大功率點。但是由于遺傳算法搜索到大功率點后大電流發(fā)生器分布式結(jié)構(gòu)，并不能穩(wěn)定地工作于大功率點，所以在此使用擾動觀察法作為大功率點附近的搜索算法。  
且具間歇性、沖擊性等特點，電鐵機車、軋機、電弧爐及電力電子設(shè)備等非線性負(fù)荷運行過程中所產(chǎn)生的高次諧波電流大、三相不平衡。采用現(xiàn)有的固定容量的補償裝置，不能滿足這類電力負(fù)荷安全經(jīng)濟運行的要求。為了治理諧波和提高功率因數(shù)，多年來，許多國家都先后研制了多種形式的靜止無功補償和消諧裝置，以完成不同類型的無功補償和治理諧波的任務(wù)。  
可以用來補償三相電壓的不平衡，1采用晶閘管（SCR元件的靜止無功補償裝置（SVC與交流濾波器（FC并聯(lián)。這種SVC由晶閘管控制的電抗器（TCR和晶閘管投切的電容器組（TSC構(gòu)成。該裝置的優(yōu)點是三相系統(tǒng)中應(yīng)用時。對無功輸出能連續(xù)可調(diào)。其缺點是TCR運行中的無功輸出是通過調(diào)節(jié)晶閘管的導(dǎo)通角來實現(xiàn)的TCR會產(chǎn)生大量的高次諧波電流，因此交流濾波器的濾波容量要相應(yīng)地增加大電流發(fā)生器，從而使正常運行的損耗也大大增加。若把TCR用于電鐵牽引站的單相補償，其優(yōu)點得不到展示反而缺點比較顯著。傳統(tǒng)的消除電網(wǎng)高次諧波的措施是采用LC型的無源濾波器。LC型濾波器與諧波源并聯(lián)運行，除了起濾去高次諧波的作用外，還可兼顧系統(tǒng)無功補償?shù)男枰?，輸出相?dāng)數(shù)額的基波容性無功。LC型濾波器結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，維護方便，但占地面積較大，而且還有一些不足之處。  
而且可有效地解決無源濾波器所存在問題。有源濾波器與無源濾波器的大區(qū)別在于，有源濾波器不僅可減小占地面積。一種向交流電網(wǎng)注入補償諧波電流，以抵消負(fù)荷所產(chǎn)生的諧波電流的主動式濾波裝置，其結(jié)構(gòu)上由靜態(tài)功率變流器構(gòu)成，具有半導(dǎo)體功率變流器的高可控性和快速響應(yīng)性。該項目研究內(nèi)容主要有2點：①高電壓(10kV級)大容量（300kVA以上）有源濾波器的研究，包括有源濾波器的靜態(tài)和動態(tài)特性研究，應(yīng)用智能控制技術(shù)提高有源濾波器的自適應(yīng)能力，實現(xiàn)優(yōu)補償。②并聯(lián)式混合型有源濾波器濾波技術(shù)的研究大電流發(fā)生器，包括無源濾波器和有源濾波器的復(fù)合連接技術(shù)及動態(tài)特性的研究。主要解決的關(guān)鍵問題為高電壓、大容量電力有源濾波器的變流技術(shù)和諧波電流注入技術(shù)；有源濾波器和無源濾波器混合并聯(lián)技術(shù)與智能控制技術(shù)。  
3.1主回路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)  
高電壓有源濾波器主回路一般有高—高直接高壓結(jié)構(gòu)和高—低變壓結(jié)構(gòu)2種。  
使用降壓的注入變壓器，高—低變壓結(jié)構(gòu)的主電路。將10kV高電壓經(jīng)降壓注入變壓器變成7001000V然后采用電壓型逆變器多重化技術(shù)實現(xiàn)高電壓大功率的輸出。這種結(jié)構(gòu)的大能否快速地檢測出電力線路中需要補償?shù)闹C波分量以及良好的動態(tài)跟蹤性能大電流發(fā)生器，有源電力濾波裝置的關(guān)鍵。這也直接決定了裝置的整機性能。  
只能用于生成補償基波無功與所有各次諧波電流的指令信號；同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換dQ法及基于改進的帶通濾波器提取基波分量法與pQ法的功能一樣；而采用陷波器消除基波分量的方法，采用瞬時無功功率pQ法及其演化改進的各種算法。同樣只能用于補償所有的各次諧波?？紤]到有源電力濾波器的容量有一定限制，采用無源濾波器的混合型結(jié)構(gòu)環(huán)境中大電流發(fā)生器的發(fā)光強度，要求可以有選擇性地補償次數(shù)或若干次諧波需要補償?shù)闹C波電流，這方面可以使有源電力濾波器發(fā)揮優(yōu)的諧波補償能力，同時也使無源濾波器對某特定次數(shù)的諧波電流不會產(chǎn)生過負(fù)荷或諧波放大等［2］。  
動態(tài)響應(yīng)時間小于0.3m④變電站5號10kV母線電壓總畸變率在該套濾波補償裝置投運前的測量值為4.9%5.9%該套裝置投入運行后的測量值為1.3%1.5%由此可見，鑒定委員會專家測試組對該套裝置進行特性測量的結(jié)果如下：①有源濾波裝置三相輸出補償容量設(shè)計值為480kVA實測的輸出補償容量達到508.1kVA以上。②有源濾波裝置空投時的空投損耗為563.8W為額定補償容量的0.12%③有源濾波裝置具有快速反應(yīng)跟蹤補償特性。10kV母線電壓波形得到顯著改善大電流發(fā)生器，電壓波形總畸變率下降為1.5%以下。⑤10kV負(fù)荷諧波電流的總補償率為76.4%⑥裝置投運后系統(tǒng)的功率因數(shù)從0.75上升到0.93以上。  
可將其系統(tǒng)構(gòu)成分為三大類，即并聯(lián)型[2-4]串聯(lián)型[5,補償裝置投運前后10kV側(cè)線路電流的頻譜分析見圖3補償裝置投運前后10kV側(cè)母線電壓的諧波總畸變率變化曲線見圖4根據(jù)電力有源濾波器接入電網(wǎng)的方式。6]和混合型。  
3.1并聯(lián)型有源濾波器  
并聯(lián)型有源濾波器有三種使用方式大電流發(fā)生器，一般情況下。單獨使用方式、與PF混合使用方式以及注入電流方式。  
3.1.1并聯(lián)APF單獨使用方式  
可產(chǎn)生與負(fù)載諧波大小相等，圖2為單獨使用方式的并聯(lián)型有源濾波系統(tǒng)的構(gòu)成拓?fù)?。有源濾波器中基本的形式。方向相反的補償電流，從而將電源側(cè)電流補償為正弦波。并聯(lián)型有源濾波器主要用于感性電流源型負(fù)載的補償，也是工業(yè)上已投入運行多的一種方案，但由于電源電壓直接加在逆變橋上，因此對開關(guān)元件的電壓等級要求高；負(fù)載諧波電流含量高時要求這種APF容量必須很大，同時具備大的補償容量和寬的補償頻帶比較困難。  
光伏發(fā)電無疑是有發(fā)展前景的但是光伏發(fā)電系統(tǒng)的一個主要缺點是輸出功率受天氣情況影響嚴(yán)重，所有可再生能源利用中。如光照強度和環(huán)境溫度的改變都會使它發(fā)生變化大電流發(fā)生器。太陽能電池陣列的大功率點跟蹤就是使太陽能電池陣列的工作點能隨外界環(huán)境做出適當(dāng)調(diào)整大電流發(fā)生器高可靠性，達到任何時刻都能輸出大功率的目的。