【摘要】： 随着社会的进步和发展,电能的供应也从计划经济完成了向市场经济的转变。在电力市场条件下,供电表现为一种商业服务行为,电能也同其它商品一样具有质量的属性。随着客户法律意识的增强以及产品用电的多元需求,对电能质量的要求也越来越高。同时还随着电力电子技术的广泛使用,诸如家用电器的普及、工业电弧炉的使用以及电气化铁道的发展,使电网主要负荷日趋非线性化,导致电网电能质量日趋下降,因电能质量引起的纠纷和电网安全问题也时有发生。由于高耗能企业在石嘴山地区的迅猛发展,非线性冲击负荷也在不断增加。这些负荷不仅对供电系统电能质量造成了严重的污染,而且对电网的安全、稳定、优质和经济运行构成潜在的威胁。 本文结合自身的工作感悟分析了电能质量的基本概念及特点,研究了石嘴山地区的典型负荷---电弧炉和电铁负荷对电能质量影响机理,以及此五项电能质量指标的现状和发展情况,并论述提高电网电能质量的意义和必要性,并探讨了电容器补偿储能设备及其配置情况对电网电能质量谐波的放大与谐振的机理。通过对石嘴山局电网内变电站及网内各种典型客户负荷电能质量的大量实测数据,对石嘴山地区电网目前电能质量进行了背景情况分析以及整体评估,提出了该地区电网电能质量治理的总体方案,同时利用电能质量背景测试对电网存在的问题进行了诊断测试和高耗能企业运行引起电能质量对并补装置的影响进行了专题测试等。提出并实施了治理电能质量个案的方案并进行了计算、仿真分析和验算等。论文成果对于指导石嘴山地区电网的规划、建设与运行管理和调度管理,具有一定实用价值。中文摘要4-5

英文摘要5-8

1 绪论8-14

1.1 电能质量的含义及其指标8-9

1.2 改善电能质量的意义9

1.3 问题的提出9-11

1.4 国内外研究现状11-12

1.5 本文的主要工作12-14

2 石嘴山地区电能质量的主要影响因素分析14-24

2.1 电弧炉负荷对电能质量影响分析14-15

2.1.1 电弧炉分类和工作原理14

2.1.2 电弧炉运行对电能质量的影响14-15

2.2 电铁负荷对电能质量影响分析15-18

2.2.1 电铁经牵引变压器注入系统的不平衡谐波电流分析15-18

2.2.2 电铁负序电流的特点及其对电网的影响18

2.3 电容器配置不同的串抗率对电能质量影响分析18-24

2.3.1 谐波谐振(放大)的基本原理分析19-24

3 石嘴山地区电网电能质量的分析24-50

3.1 石嘴山地区电网结构简介24

3.2 电能质量的背景测试方法与布点情况24-27

3.3 电能质量的背景测试数据与分析27-41

3.3.1 变电站情况27-30

3.3.2 高耗能客户专线情况30-31

3.3.3 公网客户情况31-36

3.3.4 电铁专线情况36-41

3.4 高耗能负荷对变电站并补装置的影响分析41-42

3.5 变电站并补装置串联电抗率选择分析42-43

3.5.1 220kV变电站42

3.5.2 110kV变电站42-43

3.6 电能质量的诊断分析43-48

3.7 对石嘴山地区电网电能质量的总体评估结论与建议48-49

3.8 本次电能质量普测发现存在的问题49-50

4 石嘴山地区电能质量治理实施方案50-60

4.1 电能质量SCADA系统的构建50-51

4.2 加强传统治理方案51-53

4.3 电能质量治理新技术的应用53-60

4.3.1 静止无功补偿装置(SVC)53-54

4.3.2 静止无功发生器(SVG)54-55

4.3.3 有源滤波器(APF)55-56

4.3.4 综合电力滤波装置56-58

4.3.5 基于用户电力技术的解决方法58-60

5 电能质量治理与仿真分析的工程实例60-74

5.1 惠农220kV变电站并补装置改造为滤波装置的工程实例60-67

5.1.1 改造前的数据分析60-62

5.1.2 改造方案、谐波计算与仿真分析62-65

5.1.3 投运后的效果分析65-66

5.1.4 调试过程中所遇到的问题及解决方法66

5.1.5 通过改造得出结论66-67

5.2 石嘴山惠农区丰本实业公司谐波放大的仿真分析67-74

5.2.1 对该实例进行仿真分析67-69

5.2.2 该公司仿真分析的验证69-73

5.2.3 仿真分析结论73

5.2.4 治理情况73-74

6 结论74-76

致谢76-78

参考文献78-82