电力谐波对低压配电网损耗影响的量化分析研究

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电网损耗是能源损耗的主要来源。线损计算的准确性是线损构成分析、降损措施制定、电网经济运行的基础。随着配电网中分布式能源渗透率的增加,电力系统正朝着电力电子化方向发展。电力电子设备的广泛使用,使大量谐波注入电网,导致配电网运行状态及设备参数发生较大变化,由此产生的附加损耗已不容忽视。本文首先简要介绍配电网损耗的基本概念和影响因素,综述现有配电网理论线损计算方法及其在电能质量,尤其是谐波方面研究不足的问题,指出谐波线损计算的核心是确定谐波阻抗。在分析谐波对变压器绕组和线路电阻的影响机理,对比现有谐波线路交流电阻及谐波变压器损耗计算方法的基础上,引入输电线路交流电阻系数和变压器绕组谐波损耗因子,提出一种计及谐波因素的配电网损耗计算模型,并结合典型配电变压器及线路,完成谐波对其损耗影响的量化计算,最后通过搭建Matlab线损仿真模型和实际试点测试分析,验证本文谐波损耗计算方法的适用性和准确性。根据量化分析结果及仿真和实际试点验证情况,得出线路谐波损耗与谐波电流含有率的平方成正比,变压器较高次谐波损耗与谐波电流含有率的平方近似成正比。线路谐波损耗的主要影响因素是集肤效应系数,变化相对缓慢;变压器谐波损耗主要影响因素是变压器谐波损耗因子,变化较快。谐波引起的变压器附加铜耗远大于线路附加谐波损耗,因此限制变压器谐波电流的次数和大小对减少总的线损意义重大。
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