华北电力大学-电力电子技术原理10

1、电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日2电能质量问题电能质量问题第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网 电压电压 偏差偏差 暂降与暂升暂降与暂升 波动与闪变波动与闪变 不平衡不平衡 频率频率 波形波形现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日3电力电子装置对电力系统的电力电子装置对电力系统的“污染污染”第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网 谐波谐波附加损耗附加损耗 谐波过电压谐波过电压 对通信系统的干扰对通信系统的干扰 引起继电保护装置误动引起继电保护装置误动 引起测

2、量误差引起测量误差 电压换相缺口电压换相缺口 EMI现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日4换流器谐波及功率因数换流器谐波及功率因数 典型电路：典型电路：不控整流器不控整流器 大电容器滤波大电容器滤波 相移功率因数与畸变功率因数相移功率因数与畸变功率因数第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网1cossIPFI相移功率因数相移功率因数畸变功率因数畸变功率因数现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日5畸变因数与总谐波畸变率畸变因数与总谐波畸变率第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网1disto

3、rtion factorsIIharmonicTHDsII现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日6畸变因数与总谐波畸变率畸变因数与总谐波畸变率第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网21THD1distortion factor现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日7第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网典型的单相整流电路典型的单相整流电路现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日8第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网典型的单相整流电路（

4、大滤波电容场合）典型的单相整流电路（大滤波电容场合）2LfLKRTmVMV现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日9第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网典型的单相整流电路波形（电流连续）典型的单相整流电路波形（电流连续）现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日10第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网典型的单相整流电路波形（大滤波电容场合）典型的单相整流电路波形（大滤波电容场合）现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日11第十第十章章 电力电子装置对

5、电网电力电子装置对电网典型的单相整流电路的运行特性典型的单相整流电路的运行特性现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日12第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网典型的三相整流电路典型的三相整流电路现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日13第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网典型的三相整流电路波形（电流连续）典型的三相整流电路波形（电流连续）现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日14第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网典型的三相整流电

6、路波形（电流连续）典型的三相整流电路波形（电流连续）现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日15解决谐波问题的方法解决谐波问题的方法 无源谐波滤波器无源谐波滤波器 单调谐滤波器单调谐滤波器 双调谐滤波器双调谐滤波器 高通滤波器高通滤波器 有源电力滤波器有源电力滤波器 功率因数校正器功率因数校正器 改进电力电子装置设计（改进电力电子装置设计（绿色变频装置绿色变频装置）第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日16无源滤波器的问题无源滤波器的问题 谐波放大谐波放大 谐振频

7、率偏移谐振频率偏移 不同频率滤波器之间的耦合不同频率滤波器之间的耦合 第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日17无源滤波器的问题无源滤波器的问题第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网1001502002503003504004505002004006008001000图10210kV侧安装滤波侧安装滤波器组时，器组时，110kV侧的阻频特性侧的阻频特性110kV侧直接安侧直接安装滤波器组时的装滤波器组时的阻频特性阻频特性滤波器组滤波器组的谐振点的谐振点110kV母线母线的谐振点的谐振点现代电

8、力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日18典型单相整流输入电流谐波值典型单相整流输入电流谐波值第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网h357911131517IIh1%73.236.68.15.74.12.90.80.4零序分量零序分量现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日19谐波标准谐波标准 中国国家标准：中国国家标准：GB/T 14549-1993 欧洲标准欧洲标准 IEC标准标准 IEEE Std. 519 德国德国VDE 0838，VDE 0160第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网

9、现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日20第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网电能质量电能质量 公用电网谐波（公用电网谐波（ GB/T 14549-1993 ）现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日21第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网电能质量电能质量 公用电网谐波（公用电网谐波（ GB/T 14549-1993 ）现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日22IEEE Standard 519 1992第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子

10、装置对电网现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日23有源整形电路（功率因数校正器，有源整形电路（功率因数校正器，PFC）第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网 连续电流模式（连续电流模式（CCM） 间断电流模式（间断电流模式（DCM） 临界电流模式（临界电流模式（BCM）现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日24有源整形电路（功率因数校正器，有源整形电路（功率因数校正器，PFC）第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月

11、19日日25有源整形电路（功率因数校正器，有源整形电路（功率因数校正器，PFC）第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网 连续电流模式（连续电流模式（CCM） 间断电流模式（间断电流模式（DCM） 临界电流模式（临界电流模式（CRM） 谐波较小谐波较小 损耗较小损耗较小 控制较复杂控制较复杂 二极管反向恢复问题二极管反向恢复问题 用于较大功率场合用于较大功率场合现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日26有源整形电路（功率因数校正器，有源整形电路（功率因数校正器，PFC）第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网 连续电流模式（连续电流

12、模式（CCM） 间断电流模式（间断电流模式（DCM） 临界电流模式（临界电流模式（CRM） 电路实现容易电路实现容易 无二极管反向恢复问题无二极管反向恢复问题 电感峰值电流大电感峰值电流大 损耗大，谐波较大损耗大，谐波较大 用于较小功率场合用于较小功率场合现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日27有源整形电路（功率因数校正器，有源整形电路（功率因数校正器，PFC）第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网 连续电流模式（连续电流模式（CCM） 间断电流模式（间断电流模式（DCM） 临界电流模式（临界电流模式（BCM） 兼有两种模式优点兼有两种模

13、式优点 无二极管反向恢复问题无二极管反向恢复问题 电压过零点附近开关频率高（电压过零点附近开关频率高（EMI严重）严重） 与与DCM模式的结合模式的结合现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日28有源整形电路（功率因数校正器）有源整形电路（功率因数校正器）第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日29有源整形电路的控制框图（乘法器型）有源整形电路的控制框图（乘法器型）第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用

14、2021年年11月月19日日30有源整形电路的控制框图（乘法器型）有源整形电路的控制框图（乘法器型）第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日31有源整形电路波形有源整形电路波形第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日32有源整形电路定频率控制电感电流波形有源整形电路定频率控制电感电流波形第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日3

15、3有源整形电路的控制框图（电压跟随器型）有源整形电路的控制框图（电压跟随器型）第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日34有源整形电路的控制框图（电压跟随器型）有源整形电路的控制框图（电压跟随器型）第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日35采用软开关技术的采用软开关技术的PFC电路：升压换流器电路：升压换流器第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用202

16、1年年11月月19日日36采用软开关技术的采用软开关技术的PFC电路：升压换流器电路：升压换流器第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日37第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网采用软开关技术的采用软开关技术的PFC电路：升降压换流器电路：升降压换流器现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日38第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网无桥（无桥（Bridgeless）PFC换流器换流器现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021

17、年年11月月19日日39第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网无桥（无桥（Bridgeless）PFC换流器改进电路换流器改进电路现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日40第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网无桥（无桥（Bridgeless）PFC换流器：综合补偿换流器：综合补偿现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日41双向功率潮流换流器（无源逆变器）双向功率潮流换流器（无源逆变器）第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2021年年11月月19日日42双向功率潮流换流器（无源逆变器）双向功率潮流换流器（无源逆变器）第十第十章章 电力电子装置对电网电力电子装置对电网现代电力电子技术原理与应用