摘要：主动配电网技术加强了配电网对可再生能源的吸纳能力，但是由于新能源（如风能、太阳能）的间歇性和不稳定性，以及分布式电源接入配电网所需要的电力电子器件调控，给配电网引入了谐波污染。本文针对分布式电源引入谐波的情况，提出采用电力滤波器综合配置的方法进行主动配电网谐波综合治理。首先采用无源电力滤波器通过网络固有节点法治理含量较多的谐波次数，然后分步逐个加入有源电力滤波器进一步改善滤波效果。
关键词：主动配电网；谐波；综合治理
1 谐波的概念及其危害
1.1 谐波的概念
谐波的定义为：“谐波是频率为基波频率的整数倍的周期电气量的正弦波分量”。在理想的配电网中，交流电压和电流的波形均为标准正弦波。
1.2谐波的危害
谐波在电网中产生了很多损害，主要包含以下几点：
1.谐波会在电气元件上消耗了额外的谐波电能，导致电网中能量的使用效率出现下滑，另外当过大的三次谐波电流流过中性输电线时，会额外产生大量热量，严重时发生火灾。
2.谐波会导致某些电气装置无法正常运行。谐波能在电机上消耗额外的能力，还可能导致振动、发出噪声以及出现电压过高；增加变压器、电容器、电缆等设备上产生的热量，导致设备的绝缘出现老化、降低设备的使用寿命。用整流器给电动机供电会产生幅度比较大的电压畸变，同时导致异步电动机的转子发生温度过高的问题，其漏抗也会伴随着谐波频率的提高而变大；谐波会在变压器的绕组、外层的硅钢片、外壳以及金属型的紧固零件上产生大量热量，使变压器的输出功率出现下降，同时会导致噪声以及振动现象。电压畸变还会使电容器介质的局部放电增强，也包括发生振动现象。
3.谐波可能导致配电网的部分地区发生谐振现象，放大了谐波，使得之前所述的损耗加重，增大了严重故障的发生几率。集肤效应和邻近效应导致谐波电流在输电线路上产生的热量大于测量所得有效电流造成的预计发热量。集肤效应指的是输电线路外部屏蔽了其内部，从而导致电流集中在导线表面，导致输电线路的电阻随着电流频率以及其本身直径的增加而变大。邻近效应指的是输电线路磁场导致相邻导线内部的电流分布产生畸变。采用三相四线制的输电线路给单相负载提供电能时，过高的 3 次谐波电流会在整流器中产生大小相当于 1.7 倍相电流的中性线电流，导致其出现过负荷。
2 主动配电网谐波的综合治理
2.1 PPF 的优化配置
将第h 次谐波PPF配置在ADN中时，会改变谐波导纳矩阵对应的特征值λhk，进而改变谐波电压。将第h 次谐波PPF配置在ADN中的第i 个节点时，谐波导纳矩阵中第(i,i) 个元素的取值会发生变化，利用谐波导纳矩阵的第k 个特征值（λhk）所对应的灵敏度矩阵Si，能够找出使|∂λhk /∂yhii| 取最大值时对应的节点，这个目标节点就是PPF的最佳配置位置。假设ADN中含有N 个节点，其相应的节点导纳矩阵Y 是对称矩阵，可表示为：
论文作者:周君,徐嘉鸿
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/6
标签：谐波论文; 电流论文; 矩阵论文; 导纳论文; 节点论文; 配电网论文; 电压论文; 《电力设备》2017年第18期论文;