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清華大學Tsinghua University技術,電科院認證產(chǎn)品
西安思源清科-綜合電能質(zhì)量控制Tsinghua-SY-UPQC:
西安思源清科智能科技有限公司在清華大學與上海交通大學技術支持下成立的新公司,但經(jīng)過長期的理論研究和豐富的實踐經(jīng)驗,基于APF技術研制成功電能質(zhì)量綜合治理裝置思源清科-UPQC,它代表了現(xiàn)階段無功補償、諧波污染治理、三相不平衡治理等電能質(zhì)量問題綜合控制的發(fā)展方向。發(fā)展此技術產(chǎn)品具有巨大的社會效益,對國民經(jīng)濟發(fā)展有積極的意義。
用戶訂制電力技術(Custom Power)是美國電力科學研究院(EPRI)繼在1986年提出柔性交流輸電技術(FACTS:Flexible AC Transmission System)之后,于1988年針對配電網(wǎng)中供電質(zhì)量問題提出的新概念。其主要內(nèi)容是:對供電質(zhì)量的各種問題采用綜合的解決辦法,在配電網(wǎng)和大量商業(yè)用戶的供電端使用新型電力電子控制器。
有源電力濾波器APF(Active Power Filter)是Custom Power技術的典型代表裝置之一。
電能質(zhì)量綜合治理裝置思源清科-UPQC用來綜合解決現(xiàn)有低壓配電網(wǎng)中存在的電能質(zhì)量問題的,如:功率因數(shù)低、三相功率不平衡、電流諧波分量大、用戶側(cè)電壓不穩(wěn)定等,這些電能質(zhì)量問題給工業(yè)生產(chǎn)和居民用電都會帶來不同程度的影響。解決電能質(zhì)量問題可以給用戶和供電企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益,降低電力系統(tǒng)運行成本及線路損耗、減少設備建設投資;此外解決電能質(zhì)量問題也能帶來巨大的社會效益,可以提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性,為最終用戶提供高質(zhì)量、高可靠性的電力供應。
二 適用范圍
思源清科-UPQC電能質(zhì)量綜合治理裝置適用于需要對無功、諧波和三相不平衡進行綜合補償?shù)挠秒娤到y(tǒng),在當前電網(wǎng)中諧波普遍存在的情況下,可以*取代現(xiàn)有的電容器無功補償裝置和無源濾波裝置。
思源清科-UPQC電能質(zhì)量綜合治理裝置尤其適用于通訊機房、IDC數(shù)據(jù)中心、精密加工生產(chǎn)線、醫(yī)院等對電能質(zhì)量要求高的場合,以及密煉機、軋機、可控硅調(diào)壓的熔爐等諧波和無功同時存在且負荷波動頻繁的場合。
三 工作原理
思源清科-UPQC電能質(zhì)量綜合治理裝置進行無功補償、諧波治理和三相不平衡治理的原理示意圖如下圖所示。思源清科-UPQC通過檢波,然后控制自身工作電流與負荷電流的無功、諧波和不平衡分量大小相同、方向相反,從而使得系統(tǒng)電流為純有功電流,體現(xiàn)出電阻特性。
設備投入運行的過程,先手動合上空氣開關,給控制系統(tǒng)供電并合上設備的開機旋鈕后,首先接觸器J1閉合,通過防涌流電阻對直流電容器預充電。充電完畢后,閉合接觸器J2將防涌流電阻短接再自動斷開接觸器J1,然后設備開始運行。設備退出運行時,先對逆變器的驅(qū)動信號,然后控制接觸器J2斷開。
設備的控制系統(tǒng)首先通過測量電路獲得接入點電壓、負荷電流、設備輸出電流、直流電容器電壓等信號,利用測量所得信號檢出負荷電流的無功分量、不平衡分量和各次諧波分量,這就是設備的輸出電流參考信號,進而控制系統(tǒng)的數(shù)字信號處理器根據(jù)電流參考信號計算得出對逆變器的PWM控制脈沖,并通過控制電路驅(qū)動逆變橋的電子開關器件(IGBT),從而輸出相應的無功分量、不平衡分量和各次諧波分量,實現(xiàn)補償功能。
四 產(chǎn)品功能
思源清科-UPQC電能質(zhì)量綜合治理裝置滿足如下一些主要的功能和性能指標。
連續(xù)、動態(tài)地補償無功功率
思源清科-UPQC電能質(zhì)量綜合治理裝置具備對無功功率的連續(xù)補償、動態(tài)跟蹤補償能力;且補償容量準確可控,不因接入點電壓的降低而降低。而且該設備不僅能補償感性無功,還具備補償容性無功的能力。這克服了投切式電容器不能連續(xù)、動態(tài)補償且補償容量受接入點電壓影響的弱點。
補償負荷三相不平衡
三橋臂結(jié)構(gòu)的思源清科-UPQC電能質(zhì)量綜合治理裝置能夠消除負荷的負序不平衡分量,四橋臂結(jié)構(gòu)的思源清科-UPQC電能質(zhì)量綜合治理裝置能夠消除負荷的負序和零序不平衡分量,將三相功率重新分配,從而使得補償后的裝置-負荷聯(lián)合體呈現(xiàn)對稱平衡負荷特性,減小中線電流,降低損耗,避免因三相不平衡而可能引起的事故。
濾除電流諧波
可以濾除負荷電流中各主要諧波,從而使得配電網(wǎng)清潔高效,滿足國標對配電網(wǎng)諧波的要求。在瞬時有功無功理論的基礎上,自主創(chuàng)新的參考電流計算方法保證了良好的諧波濾除效果。思源清科-UPQC電能質(zhì)量綜合治理裝置主要針對13次以下的諧波進行治理,同時兼顧25次以下諧波。
減小電壓跌落
對電網(wǎng)變化響應迅速,可160us響應負荷變化,20ms實現(xiàn)*跟蹤補償??赏暌驗榇笮驮O備頻繁起動所造成的電壓跌落,可有效減小因為外電網(wǎng)故障所造成的壓跌落。
多種控制方式
可以根據(jù)不同的現(xiàn)場要求靈活設定不同的控制方式,最終達到不同的補償效果,例如功率因數(shù)校正、三相負荷平衡、諧波抑制等
綜測功能
思源清科-UPQC電能質(zhì)量綜合治理裝置的控制系統(tǒng)帶有存儲器,可以保存電網(wǎng)的主要參數(shù),并通過自帶的通信接口傳送給電力用戶,方便統(tǒng)計和管理。
多種保護功能
思源清科-UPQC電能質(zhì)量綜合治理裝置具備過流、過壓、欠壓、溫度過高、測量電路故障、雷擊等多種保護功能,以確保裝置和電力系統(tǒng)安全運行,并可在負荷較輕時自動退出運行,充分考慮運行的經(jīng)濟性。
全數(shù)字式操作
思源清科-UPQC電能質(zhì)量綜合治理裝置具備友好的人機接口,使得操作簡便,易于使用和維護。
可擴展性
思源清科-UPQC電能質(zhì)量綜合治理裝置在現(xiàn)有的基礎上還可以根據(jù)市場需求進行功能擴展。
六 參照和執(zhí)行標準
JG/T 417-2013 《建筑電氣用并聯(lián)有源電力濾波裝置》
JB/T 11067-2011 《低壓有源電力濾波裝置》
YD/T 2323-2011 《通信用低壓并聯(lián)型有源電力濾波器》
GB/T 14549-1993 《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》
GB/T 15543-2008 《電能質(zhì)量 三相電壓允許不平衡度》
GB/T 12325-2008 《電能質(zhì)量 供電電壓允許偏差》
GB/T 12326-2008 《電能質(zhì)量 電壓波動和閃變》
GB/T 15945-2008 《電能質(zhì)量_電力系統(tǒng)頻率偏差》
JB/DQ6141-86 《低壓無功功率補償裝置》
GB/T15576-2008 《低壓無功功率靜態(tài)補償裝置總技術條件》