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智能电网中的电力电子技术.pdf简介：

，由于我是一个的，我无法直接提供PDF文件的内容介绍或者下载链接。但我可以为你概括一下智能电网中电力电子技术的基本概念和应用。

"智能电网中的电力电子技术"主要探讨的是电力系统中电子设备和电力电子技术在智能电网中的应用。智能电网是一种先进的电力系统，它利用先进的信息通信技术和电力电子技术，实现了电力的实时监控、高效管理和智能调度。电力电子技术在这里扮演了关键角色，如电力质量控制、电力转换、电力储存（如通过电力储能设备如电池）、以及分布式能源的接入和管理等。

具体包括电力电子器件（如变频器、逆变器、电力电子开关等）、电力电子控制系统、电力电子拓扑结构等技术，它们能够实现电力的高效传输、灵活分配和智能管理，提高了电网的可靠性和效率。此外，电力电子技术还在微电网、电动汽车充电基础设施和可再生能源并网等方面发挥着重要作用。

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ZnV(n I(n) sinp(n) CnVEn W(1)

功率的分解缺少一个定义完美的有功功率量。Sharon为了消除这个困难， SR中分离出了一个他称为关联无功功率的量：

，根据Sharon的工作，得到的功率方

TGGW 276-2015标准下载S= /p2 +Q+Sd

根据Kusters和Moore的功率理论，功率方程为

1r duidt () T dt du oC () dt (dt )RMS ZP

S=VP+Q+Q 式中, Q: = VRMs IRMS.c sgn ( du/dt, i), “sgn”表示取标量积

号; Qc. =VRMs IRMS.dr

受照该理论提出者的说法，容性无功功率Q：可以通过如下电容值的并联于 两端的电容器来完全补偿：

在此电容值下，电源的功率因数达到其最大值。这个最优电容值与Shepherd和 Zakikhani功率理论给出的最优电容值是一样的。根据这个公式计算最优电容 值，需要知道电压和电流谐波的RMS值以及它们之间的相位差。Kusters和 Moore功率理论允许直接在时域中计算这个电容值。基于这个理论，本章参考 文献「16］提出了一种计算并联LC补偿器参数的方法。

Czarnecki功率理论（频域）[17

Czarnecki分别汲取了Fryze理论中有功电流i，的概念和Shepherd与 Zakikhani理论中无功电流i的概念，并引人了一种新的电流分量is，称为散布 电流。他提出将供电给线性负载的电源电流正交分解为如下形式：i二十十 is。这种情况下，根据Fryze的理论，无功电流可以表达为电流i和i之和，而 根据Shepherd与Zakikhani的理论，阻性电流是ip和i之和。设N为供电电压 谐波次数n的集合，则

则电流分量和的定义式如下

U = /2Re ZVRMS(n) exp(jnw(1)t)

G(n)十jB(n)是负载的n次谐波导纳；G。（二G）是根据Fryze理论定义的 电导。 电流、i和i是相互正交的，因此

IRMs = V IRMS., + IRMs.. + IRM.

实功率和虚功率可以被分解成平均分量和振荡分量，如下所示：

=+=++p2fa> q=q+q=q+qh+q2m

第2章电功率控制的原理

2.2.1 智能电力系统中的控制

电力系统控制中的一般性问

智能电网中的电力电子技术

电，并保证所供电能的质量满足最低的标准要求，包括恒定的频率、恒定的电 压和一定水平的可靠性。通过这些变化，要求达到可靠、灵活、高效益和低成 本的供电，并既能充分地利用大型集中式发电机组，也能充分地利用分布式电 源，从而保证这些变化所产生的效益比仅仅将大量分布式发电机组接入电网大 得多。采纳与配电网主动式管理相关的更加雄心勃勃的概念是特别需要的。在 这些概念下，响应型负载、储能装置和DG等一起被用于提高整个系统的效率、 供电质量和运行状态，从而形成一个完全主动式的配电网。开发主动式电网这 种基础设施（即智能电网），需要一套能够帮助决策者对电网在如下两种因素作 用下的损失和收益进行评价的智能化工具，第一种因素是电网中大量采用分布 式电源（包括可再生能源），第二种因素是对具有高可再生能源和分布式电源渗 透率的系统的运行性能进行优化。电网朝着完全主动式结构的进化需要几个中 间步骤，包括制订接人电网的标准和运行规则（电网法规），提出新的保护方案 并确定新的保护定值，建立新的控制流程和管理方法，将分布式电源、储能装 置和响应型负载接人电网，对分布式发电机组的孤岛运行和辅助服务进行可行 性评估并定量给出辅助服务的需求量，进行政策性研究以提出促进分布式电源 发展的政策。 早已被认为是人类建造的最复杂系统之一的电力系统，在经历上述改变之 后，将变得更加复杂，更加难以控制和运行。电力系统将包含大量的非传统发 电机（即异步发电机），这些发电机的功率输出通常是随机的并极大地依赖于环 境条件，特别是风力发电、光伏发电和热电联产。除了这些新型发电机之外 电力电子装置的大量增加也将进一步加剧电力系统的复杂性和易变性。这些电 力电子装置包括了新型发电机中的基本部件，用于连接可变功率输出（比如双 馈感应发电机，全功率变流器连接的异步或同步风力发电机）的电力电子接口， 直流发电（如光伏发电）与交流电网的连接器，以及独立的控制装置等。 未来电力系统运行和控制所面临的基本挑战之一是，开发非确定性即随析 或概率性的分析方法，以避免过分保守和过分冒险的解决方案。仅仅基于最大， 最小或选定系：充条件子集合的确定性方法，不可能成功地处理间歇性和随机性 的分布式电源，而对高度复杂系统中可能出现的成千上方个场景进行快速和高 效处理的要求，使得必须选择最适合的控制作用。 在本章的余下部分，将对电力系统振荡控制的基本要求和电能质量的改善 方法进行评述。

2. 2. 2系统振荡的阻尼

电力系统的稳定性被定义为“电力系统的一种内在属性，这种属性能够使 电力系统在正常条件下维持在一个平衡的运行状态．而在遭受到某个扰动以后 能够重新回到一个可接受的平衡状态”[25]。稳定性对于电网的运行是一个必要条

第2章电功率控制的原理

件。随着电网复杂度的增加，维持系统稳定性的任务也随之增加。在放松管制 的框架下，随着非传统发电机组、电力电子装置和由市场规则决定的输电需求 的大量增加，可以预见，电力系统的负载将变得越来越重，并被迫在更加接近 于其稳定极限的条件下运行。 电力系统稳定性大体上可以进一步细分为功角稳定性和电压稳定性。功角 稳定性即使不是输电网专有的问题，也更多地与输电网的运行有关，至少过去 是这样的；而电压稳定性主要是一个“局部的问题”，即典型情况下局限在配电 网中。对应未来电力系统新的结构和运行要求，上述区分将会变得越来越模糊： 功角稳定性研究将会扩散到低电压等级，即扩散到配电网。功角稳定性涉及电 力系统作为一个整体，即使在经受了某个扰动之后，仍然保持同步的能力。由 于电力系统主要依赖于同步电机发电，在可预见的将来这种情况不会改变，因 此就存在一个互连发电机组保持同步的问题。电压稳定性指的是电力系统在正 常运行条件和经受扰动之后，维持所有母线电压在法定范围（通常在额定值的 士10%范围）之内的能力。防止电压不稳定（最终导致电压崩溃和大范围停电） 的必要条件是，在电网中提供足够的无功支持，以及电压调节装置（例如分接 头可调变压器、有源或无源的串联或并联电压支持装置等）之间恰当的协调， 对于一个具有较多阻性输电线路和电缆（电阻与电抗之比较高）的低压电网： 只靠无功支持可能是不够的，还需要有功支持。包含有随机变化分布式电源和 大量电力电子型控制装置（或发电机接口）的电网，对电压控制的方法论将提 出更加苛刻的要求。 本章的重点是讨论功角稳定性，功角稳定性可以进一步划分为暂态即大扰 动稳定性和小扰动稳定性两类。暂态稳定性是电力系统在遭受某个大扰动（例 如在任何母线上的一个三相故障）后保持同步的能力，而小扰动稳定性是电力 系统在遭受某个小扰动（例如自然发生的或计划设定的负载或发电出力的改变） 后保持同步的能力。对于这两种类型的稳定性，系统中机电振荡的阻尼是必需 的。本章参考文献「26］通过阻尼转矩和同步转矩的概念给出了机电振荡现象 的深刻物理内涵。 正如其名字所隐含的那样，这些振荡是由电力系统中电气过程与机械过程 相互作用而产生的，机电相互作用过程就是从机械功率（调速器和涡轮机）转 化为电气功率（发电机）的过程。这些振荡的特征一方面表现在发电机转子速 度的变化（即名字中所谓的“机”），另一方面表现在随之产生的所发出的电功 率的振荡（即名字中所谓的“电”）。这些振荡对同步电机来说是固有的。同步 电机转子的运动方程，通常被称为摇摆方程，可以由下式给出[25.27]：

其中，振荡的频率由下式给出：

Kcosdo () 2H

1.就地安装的阻尼控制器

第2章电功率控制的原理

很多年来设计和调整电力系统控制器一直是一个研究的主题。已提出了很 响应方法到基于更复杂理论的方法，例如基于线性矩阵不等式（LMI）的方法， 基于多变量控制理论的方法和基于线性最优控制（LOC）的方法等。通常经典 方法在解的鲁棒性方面存在欠缺，而高级方法通常要么需要对电力系统作 过度的简化，要么所得出的控制器具有非常复杂的结构。然而，电力系统工程 师以压倒性多数偏爱经典的调整方法，因为它们简单。阻尼控制器（例如PSS） 方法[56,57.69] 。 在实际电力系统中，即使对于绝大多数案例，就地调整的阻尼控制器 （PSS）达到了事先设定的目标，即成功地阻尼了机电振荡，但已注意到[70]，为

2011-2017年一级建造师《建设工程法规及相关知识》真题参考答案及解析智能电网中的电力电子技术

2.2.3电能质量控制

第 2 章电功率控制的原理

智能电网中的电力电子技术

第2章电功车控制的原理

后果，由该设备控制的整个生产过程（或服务）可能就会中断，从而给业主造 成巨大的经济损失。 电力系统谐波是正弦波形的电压或电流，其频率是供电系统设计和运行频 率（50Hz或60Hz）的整数倍。谐波是由各种非线性的负载产生的，对于这些 负载，任何时刻，电压与电流之间的关系不是定常的，即负载是非线性的。非 线性的电流流过系统阻抗会在负载端产生谐波电压。谐波源可以大体上划分为： （1）饱和设备，其非线性的根源是铁心的物理特性，包括变压器、旋转电 机和非线性电抗器等； （2）电弧设备，其非线性的根源是电弧的物理特性，包括电弧炉、弧焊机 和荧光灯等； （3）电力电子设备，其非线性的根源是，在电力系统基波频率的一一个周期 内发生多次半导体器件的开关动作，包括变速传动装置（VSD）、直流电机驱动 器、电力电子电源、整流器、逆变器、FACTS装置、高压直流输电系统等。 基于方均根值的谐波畸变的主要度量指标是总谐波畸变率（THD），其定义 式为

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