[01386556]高电能质量输配电理论和技术及装备研究

本项目研发的电力电子混合功能系统及其先进控制技术适用于电力、冶金、石化、铁路、矿石和港口等使用大功率非线性负载和冲击性负载的工业企业,可为配电系统提供谐波治理、无功补偿、补偿三相不平衡和电压支撑等功能,为改善企业电能质量、用电效率和配电系统的安全提供保证。 本项目成果在江西铜业集团贵溪冶炼厂投运以来,使该厂的厂用电功率因数由原来的0.85提高到了现在的0.95以上,每年为该单位节约电费支出约480万元,提高了企业的生产效益。 本项目以提高配电网电能质量、降低输变电设备损耗等需求为背景,对高效无功与谐波动态控制理论及应用进行深入研究,解决高效无功与谐波控制系统的电气模型、运行特性、交互机理、控制方法、参数优化设计即以优化运行等一系列重要基础理论与关键技术难题。 本项目研究进行大容量谐波抑制和无功补偿的HAPF主电路结构;基于信号预测理论的动态性能良好、检测精度高、速度快的谐波检测算法;结合死区补偿技术的分频控制方法;无源滤波器、输出滤波器和其他主电路参数的优化设计;系统样机研制和应用试点。 （1）HAPF可实现大容量的无功补偿和谐波综合治理,治理后电网谐波含量优于国标,其无功补偿容量：600～8000kVar; （2）谐波检测精度达到1级,可对1～21次谐波进行监视、分析; （3）谐波治理响应时间不大于20毫秒; （4）系统平均无故障间隔时间：大于15000小时; （5）可实现电网谐波电压含量高时安全无故障运行。 本项目的创新点：提出并联型HAPF的统一电气模型;提出进行大容量谐波抑制和无功补偿的HAPF主电路结构;提出基于自适应滤波器的预测算法,实现对谐波的快速检测和分析;提出了基于广义积分的模糊自整定PI分频控制技术;提出了基于改进规则采样法的HAPF谐波域死区补偿技术;提出了HAPF参数优化设计方法,对HAPF无源滤波器、输出滤波器和其他主电路参数进行优化设计。 本项目取得的成果：围绕输配电网电能质量提高的关键问题,研究并提出一套解决输配电关键问题的新理论、新方法,形成富有特色、针对性强的技术体系,获得了国家专利优秀奖1项,国家发明金奖1项,省部级科技奖励一等奖2项,优秀项目奖1项,教育部科技进步二等奖1项,发表了28篇论文（其中IEEE 8篇）,获得发明专利8项,实用新型专利8项,申请并公开4项发明专利和4项实用新型专利,获得16项软件著作权,成功研制出HAPF原型样机。