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中国电科院：深化谐波研究治理助力电网清静稳固运行

2022-01-21

随着新型电力系统建设一直推进，，，，，，，，电能质量治理面临新的挑战。。。。。谐波是最突出的电能质量问题之一。。。。。什么是谐波？？？？？？？？正常情形下，，，，，，，，我国电网的电压或电流的波形是频率50赫兹的正弦波（又称基波），，，，，，，，但由于电网保存非线性元件和负载，，，，，，，，于是泛起了与基波频率成整数倍频率的其他正弦波，，，，，，，，这些正弦波被称为电网谐波。。。。。

谐波会影响种种电力装备正常事情，，，，，，，，引发装备寿命缩短、网损增大、继电保�；；；；；；；ぷ爸梦蠖戎疃辔侍猓�，，，一直是电力系统中影响电能质量的一大“公害”。。。。。目今，，，，，，，，电力系统“双高”特征不但对电网古板稳固性爆发较大影响，，，，，，，，也可能引发谐波谐振等新型稳固性问题，，，，，，，，给电网清静稳固运行带来挑战。。。。。

新形势下电网谐波泛起新特征

新型电力系统的“双高”特征使电网中的谐波泛起新特征：谐波频率从以低频次为主扩展至高频次及超高频次，，，，，，，，谐波源从用户侧为主伸张至发输变配用各环节，，，，，，，，谐波影响从影响电能质量扩展至影响电网清静稳固运行。。。。。

已往，，，，，，，，谐波源以铁磁饱和型和电弧型为主，，，，，，，，前者主要是种种带铁芯的电力装备，，，，，，，，后者主要是种种炼钢炉、电焊机群等。。。。。这些谐波源爆发的谐波主要是3、5、7次等低频次谐波，，，，，，，，检测和治理手艺相对成熟。。。。。近年来，，，，，，，，以绝缘栅双极型晶体管（IGBT）为代表的电力电子装置大宗应用于光伏逆变器、开关电源、变频器和变频节能用电装备，，，，，，，，其开关频率可达几百千赫兹甚至更高，，，，，，，，可爆发40～3000次的超高频谐波。。。。。电网谐波的频次低至10次以下，，，，，，，，高至上千次，，，，，，，，笼罩频率很宽，，，，，，，，给谐波的检测和治理带来一定难题。。。。。

之前，，，，，，，，谐波源主要集中漫衍在用户侧，，，，，，，，而风电、光伏发电、储能、（柔性）直流输电的大规模应用使电源侧及输变电各环节的谐波问题最先凸显。。。。。另外，，，，，，，，随着新能源汽车普及和直流配用电、变频节能用电手艺快速生长，，，，，，，，用电侧的谐波源也越发多样、重大，，，，，，，，漫衍更广。。。。。

新能源发电的普遍接入也使谐波治理形势日趋严肃。。。。。谐波对交直流保�；；；；；；；ぷ爸煤椭饕氨缸槌汕痹谖：Α！！�。。这一类敏感装备可能会在谐波含量超标时误动或拒动，，，，，，，，导致可靠性下降。。。。。别的，，，，，，，，谐波谐振引起宽频振荡，，，，，，，，会导致风机脱网事故爆发。。。。。这说明谐波不但会影响负荷侧的电能质量，，，，，，，，还可能给电网清静稳固运行带来挑战。。。。。

目今谐波治理仍保存难点

为了应对谐波给电网清静运行带来的挑战，，，，，，，，需要从谐波监测、谐波溯源协调波治理等方面接纳步伐。。。。。但现在，，，，，，，，谐波治理仍保存一些难点。。。。。

针对电网电力电子化的宽频特征，，，，，，，，国家电网有限公司已开展了相关宽频信号收罗和丈量手艺研发并正在推广宽频丈量装置，，，，，，，，可实现0～2500赫兹谐波分量检测。。。。。在电网谐波监测方面，，，，，，，，现在的手艺手段仍保存较大盲区。。。。。现阶段，，，，，，，，谐波监测主要在枢纽变电站、高压直流换流站及主要谐波源所在母线举行，，，，，，，，监测点有限，，，，，，，，监测数据基本为单点丈量。。。。。由于无法包管丈量时间同步，，，，，，，，多点的收罗数据缺乏同期性，，，，，，，，很难用于展望或判断谐波的动态趋势。。。。。

谐波溯源是谐波评估和治理的条件和基础！！�。。�，，，也是谐波研究领域的热门和难点之一。。。。。现有谐波溯源要领一样平常是使用谐波源模子定位谐波源，，，，，，，，但古板的谐波源建模需要充分相识谐波源内部结构及元件参数。。。。。漫衍式新能源电源、电力电子型负荷的大宗接入使准确获取种种谐波源内部元件参数的事情量重大。。。。。同时，，，，，，，，由于谐波源相互之间爆发交互作用的征象很是普遍，，，，，，，，建模工具可能是多种谐波源的重大组合，，，，，，，，而现有研究对谐波传导方法和纪律、谐波交互影响方法的剖析不敷深入，，，，，，，，难以周全准确剖析谐波源组合。。。。。因此接纳古板谐波建模要领实现谐波溯源难度极大。。。。。

现在，，，，，，，，谐波抑制主要接纳就地装置滤波器的要领，，，，，，，，包括无源滤波器和有源滤波器两种。。。。。无源滤波器只能抑制预先设妄想定的谐波因素，，，，，，，，有源滤波器可动态滤除多次谐波，，，，，，，，可是受器件带脱期制，，，，，，，，不适用于高频及超高频、高压、大功率的场合。。。。。另外，，，，，，，，由于滤波器一样平常为就地装置，，，，，，，，其谐波治理效果局限在一定规模内，，，，，，，，无法解决电网谐波耦合、谐波谐振等动态性、全局性问题。。。。。

三方面入手深化谐波研究和治理

随着经济社会的生长，，，，，，，，人们对高质量高可靠性供电的需求进一步提升，，，，，，，，抑制谐波造成的危害成为营造绿色电力情形，，，，，，，，确保电网和装备清静、稳固、经济运行的基础。。。。。为此，，，，，，，，应从增强谐波广域监测系统建设、推进谐波溯源研究、构建谐波综合防控治理系统三方面入手，，，，，，，，开展谐波的深化研究和治理。。。。。

●增强谐波广域监测系统建设

新能源场站的入网工程等在设计阶段已有配套的谐波抑制步伐。。。。。只管云云，，，，，，，，谐波仍然不可阻止，，，，，，，，滤波器故障、谐波谐振还可能将谐波放大。。。。。现在，，，，，，，，电网谐波监测手段及监测计划的设计还不敷成熟，，，，，，，，亟待研发可用于电网谐波监测的宽频量测装置（0～150千赫兹），，，，，，，，制订切合谐波宽频监测要求的手艺标准。。。。。未来还应研究知足谐波广域监测需求的谐波监测点结构计划；；；；；；；；同时基于谐波广域监测系统，，，，，，，，研究广域谐波数据同步收罗手艺，，，，，，，，增强并一直完善集硬件装备、软件平台、结构计划于一体的谐波广域监测系统。。。。。

●一连推进谐波溯源研究

谐波溯源需要深度掌握差别子系统间的耦合机制，，，，，，，，建设普遍适用的谐波源模子。。。。。谐波建模研究既要针对详细场景，，，，，，，，如光伏电站等，，，，，，，，又要构建更具普适性的剖析模子。。。。。未来基于广域和宽频的谐波监测系统，，，，，，，，需进一步研究实时或准实时的谐波溯源要领，，，，，，，，实现危险谐波源的快速定位、责任占比精准评定和适时有用的隔离或切除。。。。。

●构建谐波综合防控治理系统

推动谐波治理机制及手艺进一步立异，，，，，，，，也需要提升社会、企业和用户的综合防治意识。。。。。应建设政府、供电企业、用户等多方协同配合的机制，，，，，，，，实验“源头提升、中心控制、最后防控”的系统性治理战略，，，，，，，，配合推动电能质量提升。。。。。发电企业应进一步提高发电系统的稳固性，，，，，，，，镌汰源头攻击；；；；；；；；供电企业应一连构建高电能质量包管系统，，，，，，，，进一步提升电网抗谐波滋扰的能力；；；；；；；；谐波敏感用户可团结所在区域谐波水平及用电特征评估情形，，，，，，，，配备响应的谐波治理专用装备。。。。。应形成科学有用、联防联治的谐波综合防控治理系统，，，，，，，，提升谐波治理水平，，，，，，，，助力电力系统清静稳固运行。。。。。（泉源输配电北极星网）

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