统一电能质量控制器的研究

讨论了一种统一电能质量控制器的拓扑结构,介绍了它的工作原理、补偿指令的产生方法和控制策略。其中串联有源电力滤波器被控制为电压源,并联有源电力滤波器被控制为电流源,使得负载电压为正弦电压,电网输入电流为正弦电流。在理论分析的基础上,应用MATLAB6.5软件对三相三线系统进行了仿真研究,结果表明统一电能质量控制器可有效地补偿电网侧和负载侧产生的多种电能质量问题。     

综合电能质量控制器

提出了一种新型的综合电能质量控制器（UPQC）。该控制器能满足大容量综合补偿的要求。该控制器由晶闸管投切的电容器组、串联有源电力滤波器和并联有源电力滤波器组成。并联电容器组补偿系统无功，并联滤波器补偿负序电流和谐波电流，串联滤波器补偿谐波电压和不对称电压。文中建立了仿真模型以检验UPQC的补偿效果。仿真结果表明，UPQC的补偿效果是比较理想的。     

统一电能质量调节器的谐波检测与补偿策略研究

统一电能质量调节器(UPQC)将串联有源滤波器和并联有源滤波器结合起来,能够同时从整体上补偿系统电流和电压,具备综合的电能质量调节功能。采用dq0谐波检测法作为UPQC的检测方法,并采用空间电压矢量SVPWM作为UPQC串联侧补偿方法,在并联侧引入自抗扰控制器ADRC,将负载电流和电网电压等系统内外部模型不确定性统一视为控制器的未知干扰,通过扩张状态观测器来估计,利用非线性反馈控制律进行补偿。此法不需要精确地测量谐波,并且能很好地适应对于不同的负荷。最后在MATLAB的Simulink软件平台上进行仿真实验,结果表明了本文所采用的检测和补偿方法的正确性和有效性。     

i_p-i_q检测法的单周控制三电平有源电力滤波器

并联型有源电力滤波器APF可以有效补偿由非线性负载产生的谐波和无功功率电流。为了实现单独对谐波分量、无功功率分量进行补偿,或者对谐波和无功功率分量同时进行补偿这些不同的补偿目标,同时为了满足大功率、高电压和输出电流波形畸变小的需要,提出了将中点箝位变换器和ip-iq电流检测法应用于单周控制有源电力滤波器的方法。采用ip-iq电流检测算法可分离出负载电流中的谐波分量、无功功率分量,且电网电压波形畸变不影响检测结果,故可提供不同补偿目标的参考信号。理论推导和仿真结果表明,该法能分别单独补偿谐波分量、无功功率分量,或者同时补偿谐波和无功功率分量,而且电网电压波形畸变不影响补偿效果。通过将ip-iq电流检测法运用于单周控制三电平有源电力滤波器,既实现多种补偿目标,又具有电网电压波形畸变不影响补偿效果、单周控制策略简单、三电平变换器输出电流波形畸变小的优点。     

有源滤波器在改善电能质量中的应用

针对目前电力系统存在的电能质量问题,为大功率电力电子器件的普遍应用造成的谐波污染问题和负载无功功率需求过大引起的电压波动问题,文中使用可同时对系统谐波和无功需求进行补偿的有源滤波器(APF)进行电能质量的改善,其谐波检测基于瞬时无功功率理论的Ip-Iq电流法,结构使用具有投切灵活、保护装置简单的并联型APF,并采用滞环电流控制.通过MATLAB/SIMULINK仿真证明了APF对系统电能质量改善的有效性.     

统一电能质量调节器的实验研究

统一电能质量调节器（UPQC）是结合串联有源滤波器和并联有源滤波器的一种新型谐波和无功补偿装置。文中分析了它的系统结构和工作原理，并根据提出的检测控制方法研制了一台实验样机，进行了实验研究。实验结果表明，样机不仅可以补偿非线性负载产生的无功电流和谐波电流，还可以补偿电源电压的负序分量并调节负载电压的幅值。     

基于改进d-q-0变换的UPQC中串联变流器研究

用于配电系统中的三相四线制统一电能质量控制器(Unified Power Quality Conditioner,简称UPQC)是为了解决敏感用户端供电电压的电能质量问题和用户侧电能质量问题而研制的一种功能全面的有源电力滤波器(APF).重点研究了UPQC中串联部分电压畸变的检测方法以及控制策略,并通过实验对常见的电压跌落进行补偿.结果表明检测方法是正确、有效的.     

基于61850规约的洛阳金谷园110 kV数字化变电站工程应用实践

随着电力电子设备使用的增长,电力系统中的谐波污染越来越严重,有源电力滤波器被认为是改善谐波污染、提高电能质量的有效方法。提出了一种基于并联型有源电力滤波器改善配电网电能质量的控制策略。首先阐述了三相四线制配电网中补偿的原理;然后运用瞬时无功功率理论的 法进行谐波电流的检测;最后采用改进了的三角波脉宽调制进行补偿电流的控制。利用Matlab软件作为仿真平台,仿真实验证明了所提出控制策略的有效性。     

配电网串并联复合有源电力滤波器的仿真研究

分析了并联型和串联型电能质量补偿器分别补偿负荷电流和电源电压的缺陷及原因，介绍了串并联复合有源电力滤波器（SPAPF）同时补偿电网畸变电压和抑制负载谐波电流的运行机理，提出了适合于SPAPF的电源畸变电压参考量比较检测法、负荷谐波电流dqo检测法以及一种改进的稳定直流电容电压的PI控制策略。仿真结果验证了分析的正确性与设计方案的有效性。     

瞬时无功功率理论在配电网电能质量控制中的应用

随着电力电子设备使用的增长,电力系统中的谐波污染越来越严重,有源电力滤波器被认为是改善谐波污染、提高电能质量的有效方法.提出了一种基于并联型有源电力滤波器改善配电网电能质量的控制策略.首先阐述了三相四线制配电网中补偿的原理;然后运用瞬时无功功率理论的ip-iq法进行谐波电流的检测;最后采用改进了的三角波脉宽调制进行补偿电流的控制.利用Mat lab软件作为仿真平台,仿真实验证明了所提出控制策略的有效性.     

Active power line conditioner planning using an enhanced optimal harmonic power flow method

The active power line conditioner (APLC) is a type of active power filter that compensates the voltage waveform distortion caused by harmonics in power systems. This paper presents a new approach based on the authors’ previously presented two-level algorithm, optimal harmonic power flow (OHPF), to investigate the determination of locations and sizes of APLCs: the master level determines the compensator/tap settings and the new APLC locations/sizes; the slave level includes subproblems which involve cases of fundamental and harmonic frequencies separately. The objective is to minimize the new APLC injection currents, the voltage distortion, and the KW losses while satisfying the power flow equations, the harmonic power flow equations, the security constraints, and the harmonic standard. Test results for an 18-bus distribution system show the applicability of the proposed method.     

具有谐波抑制功能的电网电能质量最优控制方法

电网运行过程中容易受谐波干扰,造成电压畸变、网损过度.为此,提出具有谐波抑制功能的电网电能质量最优控制方法,优化电网电能质量的同时有效抑制谐波干扰.采用分层控制策略,初级控制采用多目标电压无功谐波优化算法获取电压差异数据、电压不稳定性数据、网络损坏率数据、电网谐波数据优化电网电压输出,同时采用模糊PI控制器完成复合电流...     

基于灵敏度分析的谐波治理设备多目标优化配置方法

在非线性负荷和分布式电源大量接入配电网的背景下,配置有源电力滤波器是解决电压波形畸变、谐波损耗激增、电能质量下降等一系列谐波污染问题的有效措施之一。为合理选择配电网中有源电力滤波器安装位置与容量,协调谐波治理成本和效果之间的关系,文中提出一种基于灵敏度分析的有源电力滤波器多目标优化配置方法,实现了有源滤波器位置和容量的快速求解。建立配电网谐波潮流计算模型,使用灵敏度分析方法处理所有节点,获得了安装节点集合;考虑节点电压的谐波畸变率和投资成本,建立滤波器容量优化模型;通过分解多目标进化算法求解优化模型;对IEEE 18节点配电系统进行仿真计算,结果表明了文章所提方法的有效性。     

A new control strategy for active power line conditioner (APLC) using adaptive notch filter

This paper proposes a new adaptive control algorithm for a three-phase current-source shunt active power-line conditioner (APLC) operating under unbalanced and distorted network conditions. This control scheme aims at compensation of network’s reactive power, elimination of active power’s oscillating components, compensation of network current and voltage harmonic contents resulting in sinusoidal waveforms, and equilibrating the drawn power from the source evenly between the three-phases. Unlike many of the existing methods, the proposed strategy does not require any coordinate transformations or complicated calculations. The reference signals for the hysteresis-band current controlled voltage-source converter (HBCC-VSC) are generated by passing the measured current and voltage signals through two layers of modified adaptive notch filters (ANFs). To ensure superb performance and minimum total harmonic distortion (THD) level of the power system, parameters of the HBCC-VSC are obtained using differential evolution (DE) optimization algorithm. The proposed strategy is simple, easily implementable, and robust against uncertainty or variations of power system parameters and loads. The effectiveness of the proposed control scheme is validated by simulation results of a selected network under various load and power system conditions.     

应用PSAF软件对非线性负荷谐波影响进行评估

阐述了PSAF软件的特点和功能,重点分析了如何应用该软件对用户谐波影响进行评估。工程实践表明,该软件可以从定性和定量两方面进行谐波潮流分析,是分析谐波的有力工具,对电网谐波治理工作有积极的意义。     

一种适用于高渗透率主动配电网的电能质量调节器

针对高渗透率主动配电网的电能质量扰动问题,提出一种以可调电抗器为基底,结合有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)的新型电能质量治理装置.该装置借助磁链控制原理,向串联型有源滤波器变压器二次侧施加电压改变自身阻抗以对电能质量扰动进行调节,从而达到对电能质量的综合治理.该调节器可以借助自身的结构优势对谐波起隔离作用,结合...     

考虑电能质量的分布式电源优化配置

针对大量电力电子设备投入电网造成严重电能质量问题的现状,提出考虑谐波畸变和电压暂降损失的分布式电源(Distributed Generator,DG)优化配置方法。该方法以DG配置成本、有功损耗、电压暂降损失最小为目标函数,并在满足配网潮流等式和不等式约束的基础上增加谐波畸变限值的约束条件,建立多目标优化模型,最后采用非劣排序遗传算法(Nondominated Sorting Genetic Algorithm-II,NSGA-II)求得最优配置方案。通过IEEE 33节点配电网络对此配置算法进行仿真验证,结果证明该方法得到的DG配置方案可有效降低谐波畸变率、暂降损失及网络损耗。     

Influence of phasor adjustment of harmonic sources on the allowable penetration level of distributed generation

Harmonic distortion caused by increasing size of inverter-based distributed generation (DG) can give rise to power quality problems in distribution power networks. Therefore, it is very important to determine allowable DG penetration level by considering the harmonic related problems. In this study, an optimization methodology is proposed for maximizing the penetration level of DG while minimizing harmonic distortions considering different load profiles. The methodology is based on updating the voltage magnitude and angle at point of common coupling depending on the size of DG to be utilized in the harmonic power flow modeling. The harmonic parameters are determined by using decoupled harmonic power flow method, in which the harmonic source modeling with harmonic current spectrum angle adjustment is embedded, while the nonlinear loads and inverter-based DGs are connected to the distribution power network. The allowable penetration level of DGs is determined based on power quality constraints including total harmonic voltage distortion, individual harmonic voltage distortion, and RMS bus voltage limits in the optimization framework. Fuzzy-c means clustering method is also applied to decrease the computational effort of the optimization process in the long-term load profile. The effectiveness of the proposed method is illustrated on the IEEE 33-bus radial distribution network for different scenarios.     

基于配电网谐波责任划分的分布式有源滤波系统

随着电力电子装置的广泛应用和多种分布式能源的接入,低压配电网的电能质量问题已日益突出。为改善多馈线型低压配电网公共连接点(PCC)处的电能质量,降低其电压谐波失真,以具有谐波补偿功能的单相光伏并网设备为基本单元,构建了一个分布式有源滤波系统。通过分析低压配电网中各馈线对PCC处电压谐波的责任,对各馈线的谐波补偿任务进行了优化调整。此外,采用基于虚拟谐波阻抗的下垂控制方法,实现了多设备并联时的自主协调,并提出了一种参考PCC处谐波责任的谐波补偿容量分配算法,提升了在输出容量限制情况下分布式有源滤波系统的谐波补偿效果。最后,通过软件对上述模型和控制策略进行了建模与仿真,仿真结果验证了该系统的可行性和有效性。