关于调谐技术的谐波电能提取利用装置.pdfVIP

第31卷第1期 电力自动化设备 V01．31No．1 Ele(1tfi(‘PowerAutomation 2011年1月 Equipment Jam2011囝 基于调谐技术的谐波电能提取利用装置 杨新志，焦留成，李 伟，程志平 (郑州大学电气工程学院，河南郑州450001) 摘要：提出一种新型的基于基波磁通补偿原理与调谐滤波技术相结合．通过三绕组变压器在不取用基波功 率的前提下获取电网中谐波电能的装置。通过合理设计变压器的3个绕组阻抗参数．使变压器原边与串联阻 容电路形成调谐电路。从而使电网中的谐波电能流入变压器的原边．变压器三次侧绕组根据基波磁通补偿原 理消除谐波电能中的基波无功：使二次侧绕组提取到不舍基波无功的谐波电能．并经过变频装置变为可直接 利用基频电能。在此基础上，利用Matlab对其稳态特性进行了仿真研究，并与直接滤波效果进行了对比，证明 该原理的正确性。 关键词：磁通补偿：调谐滤波：谐波电能：三绕组变压器：调谐电路 714．3 中图分类号：TM 文献标识码：A 边绕组(X：)组成单调谐滤波电路，三绕组变压器副 0引言 边绕组一接PWM变频装置提取利用谐波电能．变 随着电力电子装置广泛应用．电网中谐波污染 压器副边绕组、空心电抗器(X：)和基波电源(AC)组 成基波补偿电路。图中‰为与i绕组变压器串联的 状况日益严重。并影响到供电质量m引。目前．在谐波 无源滤波支路的等效容抗．X，为基波补偿电路所加 处理上通常采用2种方法ms]：采取措施减少电力电 的电抗值，X址为与三绕组变压器串联的某次非调谐 子设备自身产生的谐波：增设滤波装置滤除电网中 等效感抗。 的谐波。前者会使设备投资大幅增加：而后者也只能 抑制电网中的谐波．并不能消除谐波。近年来．新型 混合滤波方法结合了有源滤波与无源滤波2种滤波 器的优点．成为目前电网滤波技术研究的焦点【7’…。 谐波对电网是一种污染。影响电网的安全运行。 同时谐波本身也是一种能源．如果把抑制谐波转变 为利用谐波电能。不仅可以创造很好的经济效益．而 且也符合国家节能的方针。目前。在有源滤波器方面 采用分流技术等以谐治谐．利用了部分谐波电能32-]3]． 图1新型谐波电能提取利用装置单相魄各结构 同时一些文献也对利用谐波进行发电及其可行性进 ofharmonic circuit Fig．ISingle—phase 行了研究[14。引．提出了利用变压器提取谐波电能等 extractiondevice energy 理论方法．而且实际测量出的电网谐波能量确实可 该装置的基波等效电路与非调谐高次谐波等效 观．有很好的利用价值。 电路分别如图2和图3所示。 本文在此基础上提出了一种采用基波磁通补偿 2 工作原理 原理与调谐滤波技术相结合．通过三绕组变压器在 不取用基波功率的前提下获取电网中谐波电能的