谐波对电能计量影响的研究

电力系统非线性负荷的不断增加造成电网的谐波污染日益严重,谐波对电能计量的影响已引起人们的高度关注.从理论上分析谐波源对电能计量方面的影响,得到了谐波源用户由于发出谐波而减少了电能计量,非谐波源用户则吸收了谐波而增加电能计量的结论,并通过仿真实验进行了验证.     

自适应陷波器在非线性负荷电能计量中的应用

传统电能计量手段在非线性负荷条件下存在较大误差;本文根据非线性负荷的功率特性,将基于LMS(Least Mean Square,最小均方)算法的自适应陷波滤波器应用于电能计量领域,提出了一种全新的非线性负荷电能计量实现方案;仿真实验结果表明相对于传统电能计量手段而言,本方案对非线性负荷的计量更加准确与合理.     

供电系统谐波对电能计量影响的研究

本文从电能计量理论出发,推导在存在谐波的系统中,线性负荷和非线性负荷的电能计量计算公式,指出现存电能计量方式的不合理性。然后,利用Matlab的Sim Power Syetems模块对电子式电能表计量的准确性进行了验证;在此基础上,对系统中存在非线性负荷的情况进行了仿真,由仿真结果可知,当系统中存在谐波功率时,线性用户实际消耗电能低于电能表的计量电能,非线性用户实际耗电能高于电能表的计量电能。提出了基于偏最小二乘法回归模型的非线性水平评估方法来进行电能计量,提高了非线性负荷下电能的计量精度。     

非线性负荷电能表

非线性负荷电能表电气化铁道等非线性电力用户向电力系统注入大量谐波，不仅影响电能质量及系统安全，而且给电能计量造成误差。研制出的该非线性负荷电能表只计量被测电流、电压的基波分量形成的功率电能。对谐波分量形成的功率不予计量，实现了非线性负荷电能的科学计量...     

电力系统谐波对电能计量装置的影响分析

电能计量装置是电力企业进行经济核算的重要依据,电力系统中的谐波会直接影响到电能计量装置的精度,进而影响到电能供需双方的利益,提高电能计量装置的精确度可以有效提高电能供需的经济效益。因此深入研究电力系统谐波对电能计量的影响及对策是十分必要的,基于此,本文重点分析电网的谐波测试、谐波影响下有功功率的计算、谐波对电能计量的影响。     

电力谐波对电能计量影响的研究

由于非线性负荷的大量应用,谐波对电能计量产生影响的问题越来越受到业界的关注,在介绍了感应式和电子式两类电能表的计量原理的基础上,采用MATLAB仿真工具,分析了两类计量装置的误差频率特性,并通过对谐波在线性负载和非线性负载下消耗电能情况的计算公式推导,指出现行计量方式存在的不合理性,并提出了一种新型的电能计量方式。     

新型电力系统动态负荷电能测量算法

针对新型电力系统构建中,电网高比例新能源接入,大功率非线性动态负荷增加,电力负荷随机性、波动性和间歇性导致电能测量算法失准,引起电能表计量超差的问题,文中构建了有功电能卷积和测量算法,以及有功电能累加功率阈值约束条件;通过分析低通滤波器输入端功率阈值判断方法是导致传统有功电能测量算法失准的重要原因,提出了改进约束条件的有功电能测量算法,采用抽样响应系数矩阵抽取方法,进一步提出了非交叠抽取动态有功电能测量算法。仿真实验表明：改进约束条件的有功电能测量算法与非交叠抽取动态有功电能测量算法的误差小于传统电能测量算法,可有效解决动态情况下传统电能测量算法失准的问题。     

谐波对有功电能计量影响的仿真研究

从谐波对电能计量影响进行了分析。研究了线性和非线性负载对有功电能计量的影响,通过谐波下线性负载和非线性负载消耗电能的推导,指出在现行电能计量中存在的不合理之处。并利用实时数字仿真系统(RTDS)对搭建的模型进行了仿真实验,分析了电能表的计量情况和计量误差。由试验结果可知,当存在谐波功率时,用户实际消耗电能量与电能表读数不等,这表明目前电能计量方式存在不合理性。需要采用新的计量方式或新的电量计算方法解决这一问题。     

谐波下的功率计量理论及应用

针对电力系统中非线性负荷日渐增多、电能计量装置存在测量误差及计费的准确性问题,从分析谐波原理入手,分析了在谐波工况下对于电能表功率计量问题,以试点使用的DTSD341-9A型电能表在长春地区2个10kV客户的测试为例,说明该电能表能够满足日常情况下的谐波功率计量,正逐步取代以往常规型电子式电能表,能够判断线性用户还是非线性用户,可为电力管理部门对用户用电管理的奖罚提供依据。     

谐波对电能计量的影响与对策研究

电能计量是核算电网运营经济的基础依据,其计量准度直接影响到电力系统的经济社会效益。由于电网中各类非线性负荷的引入,导致供电系统中出现谐波成份,这对电力系统完全是有害的。因此,全面系统地分析谐波对电能计量的影响,并据此提出改善谐波对电能计量影响的对策,具有十分重要的现实意义。     

基于Lyapunov控制策略的光伏储能型qZSI控制系统

光伏发电采用储能型准Z源逆变器(quasi-Z-source inverter, qZSI)能够降低功率波动,但非线性储能型qZSI常采用线性PI控制策略,难以达到理想的控制性能,为此提出基于非线性Lyapunov控制的储能型qZSI控制系统。首先,为满足负载功率要求,设计出储能单元能量管理系统;然后,根据Lyapunov理论为储能型qZSI系统设计出能量存储函数和控制律,并选取合适的Lyapunov控制增益;最后,在Matlab/Simulink仿真平台上,在4种不同工况下对所提Lyapunov控制与传统PI控制两种控制系统做了控制性能实验仿真比较,结果表明所提Lyapunov控制系统的响应速度更快、控制精度更高、鲁棒性更强。     

基于可能度的冷热电联供微网区间优化调度模型

提出了含多种能量转换途径的冷热电联供微网非线性区间优化调度模型。首先,以充分利用光伏、风电等新能源为目标,确定了实现电冷、电热、热冷能量转化的灵活冷热电联供微网系统。然后以此系统为对象,针对光伏、风电、冷热电负荷随机性问题,考虑分时电价、环境效益等因素,建立以系统综合运行成本最低为目标的非线性区间优化模型。根据区间可能度模型,将不确定性模型转化为确定性模型,结合改进粒子群算法进行求解。最后通过算例验证了该模型的合理性、灵活性,并结合仿真结果分析了区间可能度和负荷波动对综合运行成本的影响。     

采用改进重复控制的大功率电力电子负载

电力电子负载包含模拟电源负荷的模拟变换器和将能量馈回电网的并网变换器。它必须能模拟电流谐波含量丰富的非线性负荷,传统的PI控制器难以满足波形跟踪需要。该文采用改进重复控制策略用于电力电子负载(power electronic load,PEL)电流控制器设计,通过串联校正调整控制对象幅频、相频特性,重复控制器可提高系统稳态性能,P控制器保障其动态响应速度。由此,模拟变换器快速、近乎无差地跟踪线性或非线性电流指令;能量以高功率因数经并网变换器馈回电网。该方法克服采样、计算延时和死区、参数漂移等因素对系统稳定性的影响,增强了系统鲁棒性。给出了控制器设计步骤和方法,仿真和搭建的10 kVA电力电子负载样机实验证明了方案和分析的正确性。     

一种户用型多端口能量路由器功率协调控制策略

为了实现分布式电源接入及对电能进行有效管理,将具备高度灵活的功率控制及信息交互功能的能量路由器应用于低压配电网,使得源-网-荷-储能够一体化低碳运行,从而提升负荷调节能力与新能源消纳水平,保障电力系统稳定运行。因此,设计了一种面向低压配电网应用的户用型能量路由器,根据各端口应用对象特性,对其拓扑结构及功率协调控制策略进行研究,为电能生产和消费提供可靠的能源管理策略。最后,通过仿真验证的方法,建立MATLAB/Simulink仿真模型对其功率协调控制策略进行仿真验证。仿真结果表明：所提出的多端口能量路由器功率协调控制策略能够实现多种运行模式下不同端口之间的功率互济和系统功率平衡控制,在能源管理方面具有较高的灵活性、稳定性和可靠性。     

含可再生能源与CAES电站的电热综合能源系统调度策略

考虑电动汽车（electric vehicle)及可再生能源不断并入综合能源系统,导致整个综合能源系统不确定性加大,进而产生能源利用不充分问题,提出含可再生能源与压缩空气储能（compressed air energy storage,CAES）电站的电热综合能源系统调度策略。根据电力负荷需求大小划分为2种调度模式,在能源端与储能端利用CAES与光热电站联合运行方式(solar and compressed air energy storage,S-CAES)增强电网与热网之间的耦合,实现不同能源之间的高效转换与利用;在负荷端将EV负荷按照其可控性分为有序、无序EV负荷,针对不同的模式给出S-CAES不同的运行功能并给出不同的优化调度模型。最后利用Matlab分别在不同负荷模式下进行仿真分析,与传统调度策略进行对比,仿真结果验证了所提策略在增加可再生能源消纳和减小综合成本等方面的有效性和优越性。     

电力电子变压器能量双向流动研究

介绍了双直流环结构电力电子变压器的拓扑和工作原理,对其各级子电路提出了相应的控制方案;分析了电力电子变压器的能量双向流动,并进行了仿真。仿真结果表明:电力系统中,双直流环结构电力电子变压器可以实现网侧电流灵活控制、电网接近单位功率因数运行,有较好的负载输出电压,还能实现能量双向流动。     

压缩空气与超级电容混合储能膨胀发电系统建模与最优跟踪负荷控制

为了提升可再生能源的利用率并提高电网质量,采用超级电容和压缩空气相结合构成混合储能系统,通过详细介绍各部分结构和工作原理,建立了储气室、涡旋膨胀机、永磁发电机的状态空间表达式与石子填充床蓄冷蓄热模型的传递函数。基于最优跟踪技术,为超级电容控制单元-Boost变换器设计了状态反馈精确线性化控制率。针对启动与突加负载时刻超级电容单元快速补偿电网负荷进行了仿真研究,并基于某地24小时的电网负荷曲线进行了混杂系统最优跟踪负荷的仿真实验。实验结果表明,最优跟踪控制器对于基于超级电容和压缩空气混合储能的发电系统具有很好控制效果。     

考虑电网侧储能调频能力的电力系统负荷恢复策略

为了提高停电后电力系统负荷恢复效率,具有调控优势且响应速度快的储能参与系统恢复已经成为必然趋势。现有研究中,储能主要是作为可再生能源的辅助电源,平抑可再生能源出力波动;大规模储能也可作为黑启动电源,为待恢复机组提供启动功率。但上述研究都侧重于利用储能的输出功率,而忽略了储能调频能力在提高系统安全性方面的作用,未能更大程度地提高系统的恢复效率。为此,文中提出了考虑电网侧储能调频能力的电力系统负荷恢复策略。以恢复尽可能多的重要负荷为目标,考虑储能的功率特性、频率响应特性和其他安全约束,构建电力系统负荷恢复模糊机会约束模型;进一步通过清晰等价类将其转化为确定性0-1规划问题,并采用人工蜂群算法进行求解;以IEEE 39节点系统为例进行仿真分析,仿真结果表明文中所提策略能够提高负荷恢复效率。