图1 一台TV对一个PV逆变器原生和次生发射的影响
因此,确切了解在设施(例如一个实验室,一个家庭)中运行的电子装置(例如PV逆变器、TV、LED灯、便携式电脑等等)端子上电流,必须区分原生和次生发射。一台装置的次生发射受邻近设备的容量和性能影响极大,这在考虑电子装置的电磁兼容水平时是需要详细研究的。将一个设施作为整体,其测量结果,不能给出设施内部发射水平的正确表示;反之,各装置端子上发射测量不能代表整体设施对电网的发射。实验室中发射结果也不能很好反映实际使用情况,这给超级谐波影响研究和标准的制定带来很大的复杂性。
3、超级谐波的影响
文献[5]指出:电网中2kHz~150kHz频率范围的发射水平持续上升,由此引发的干扰事件也不断增加,例如设备误动,表计指示失真,电子镇流器的噪声加大等。研究指出,高频(HF)电压成分在电网中一般传输不很远,原因是安装在HF发射源附近的其他电子设备常提供比网络本身阻抗低得多的通路,这种低阻抗通路主要是由并联电容器(它可能是EMC滤波器组成部分)或整流器的直流联络环节,其中关键是电介质电容器,这种电容器通过HF电流时会产生附加发热,减少寿命,从而造成电子设备故障。
文献[6]对窄带电力线通信和末端用户设备之间在实验室和现场做了5种不同类型的相互作用测试,认为末端用户设备造成低阻抗通路是发生通信故障的最普通的原因;由于末端用户设备的并联电容,也有可能使载波通信损坏接入电网的设备。
4、仿真模型
为了研究超级谐波在低压配电网中的干扰影响,文献[7]基于Matlab/Simulink软件及其SimPowerSystems程序库建立一个仿真模型,扼要介绍如下:
1)逆变器模型。见图2,用最通用的PWM控制开关,用此方法使低频谐波较少,但高频谐波较大。在直流侧只用一个直流(DC)电压源(=360V),因为该回路对交流侧HF干扰的影响不大;f滤波器已选定(f=12.8mH),主要使低于2kHz的谐波满足标准要求,并可减少2kHz~150kHz谐波(尚无标准)。
图2 逆变器模型
2)LV配电网模型。该模型分为两个部分,首先是LV馈线,为了简化,采用三相分段π线路模型,见图3。和低频(LF)模型相比主要有两点不同:首先在高频(HF)情况下电容不能忽略,这使分析计算复杂化;另外在HF下电阻因集肤效应变大,而且不同频率应取不同电阻值,不过在综合元件模型中(例如用SimPowerSystem程序库中的模型)电阻值必须固定,本模型参数是从表1的正序和负序参数中推出的。除了LV馈线,MV/LV变压器是网络中主设备,变压器的参数是由特别测试得到的,预先包含在中压(MV)网的戴维宁(Thevenin)等值模型中,上述的MV电源用SimPowerSystem程序库的三相电压表示,其短路功率150MVA,/为4/7,这些均是典型值。