电力系统谐波抑制技术与仿真分析

谐波电流对电网的污染日益严重,并联型有源电力滤波器装置成本低、滤波效果明显,得到了广泛的应用。在检测系统中,基于ip-iq谐波检测方法的原理,采用基波幅值分离法对电网谐波电流进行检测。在控制环节中,采用一种新型控制方法,降低了系统的输入电流谐波总畸变率,有效地减少了谐波含量。将此检测环节和控制环节运用到并联混合型有源电力滤波器中,并进行了仿真实验。仿真结果表明,此套并联混合型有源电力滤波器可使系统的总畸变率下降,具有实用价值。     

高频间谐波引起闪变的时频混合测量方法

国际电工委员会(IEC)闪变仪无法准确测量高频间谐波引起的峰值波动闪变,为此提出了一种改进的时域和频域混合方法用于高频间谐波引起的闪变测量。在时域方面,采用一种同步解调方法替代IEC方法中的平方解调以提取高频间谐波引起的波动信号,该方法首先采用一种简单的方法提取基波同步信号,然后将该信号的奇次方进行配比运算得到同步的谐波信号集合,最后则通过谐波信号集合对原始信号进行运算以实现对高频间谐波信号的解调。在频域方面,则采用递推傅里叶变换对不同频率分量进行视感度加权的方法代替原有的视感度加权滤波器,以弥补视感度加权滤波器无法准确模拟视感度曲线的缺陷。在Labview中搭建了相应算法的模型,通过实验证明了所述算法能准确检测高频间谐波引起的闪变。最后还通过所述方法制定了单个间谐波和间谐波对决定的间谐波闪变曲线,分析了不同频段间谐波闪变限值的特点。     

基于输出电压校正的混合有源滤波器控制策略

提出了一种基于输出电压校正的混合有源滤波器(APF)控制策略。将APF控制成电压源,在比例控制的基础上,以系统剩余谐波电流作为反馈量,计算得到一个正弦信号作为APF输出电压的校正信号,以比例控制信号和校正信号之和作为APF输出电压的参考信号,实现APF输出电压校正,达到减小剩余系统谐波电流的目的。利用滑窗离散傅里叶变换方法检测系统剩余谐波电流的幅值和初相位,并给出了控制策略的参数确定方法和校正信号的计算方法。分别仿真分析了不同控制参数下、有无背景谐波情况下和负载不同变化剧烈程度下的滤波效果,并通过并联5次无源滤波器改善了负载变化剧烈时的动态滤波效果。仿真结果表明,所提出的方法参数选择简单有效,对负载谐波变化的响应速度快,谐波滤除率高,在系统含有背景谐波的情况下能够达到较好的滤波效果。     

一种单相并联混合型有源电力滤波器的研究

提出一种新型单相并联混合型有源滤波器的拓扑结构,分析了其基于磁通补偿和谐波分流技术的原理,在无源部分只装设双调谐滤波器的情况下,与传统并联混合型滤波器相比较,有源滤波器（APF）所需容量大大减小;采用检测相地间谐波电压的控制方式,并进行相应的仿真研究。结果表明,新型单相并联混合型有源滤波器滤波效果好,控制方式可行,有源滤波器所需容量很小。     

一种单相并联混合型有源电力滤波器的研究

提出一种新型单相并联混合型有源滤波器的拓扑结构,分析了其基于磁通补偿和谐波分流技术的原理,在无源部分只装设双调谐滤波器的情况下,与传统并联混合型滤波器相比较,有源滤波器(APF)所需容量大大减小;采用检测相地间谐波电压的控制方式,并进行相应的仿真研究.结果表明,新型单相并联混合型有源滤波器滤波效果好,控制方式可行,有源滤波器所需容量很小.     

非理想电网下基于双基波分量提取的APF研究

提出一种基于双基波分量提取的三相四桥臂并联有源电力滤波器(SAPF)新型补偿电流检测算法,该算法无需锁相环(PLL)和低通滤波器(LPF),通过两个自校正滤波器(STF)结合传统的i_p-i_q法,分别对电源电压和负载电流的基波分量进行提取,在非理想电网电压条件下可以有效抑制谐波、补偿无功。采用Simulink仿真并搭建了模拟样机。仿真和实验结果表明了该算法的有效性和实用性。     

发电机纵向零序电压保护滤波方法

发电机纵向零序电压谐波成分复杂,含大量高、低次谐波及间谐波。常用的几种滤波方法对间谐波的滤除均不够理想。由此,提出一种基于频谱搬移原理的滤波方法,先将基波分量移至频率轴零点位置,再利用主带极狭窄的低通滤波器滤除非直流分量。该算法不仅能滤除各高次谐波,而且能很好地抑制间谐波。将该滤波方法应用于发电机纵向零序电压保护,能得到平稳、准确的基波幅值,提高了保护的性能。最后以实际故障录波数据为例,验证了该滤波方法正确、高效。     

无变压器型并联混合有源滤波器设计及应用

将有源滤波器和无源滤波装置结合起来构成混合有源滤波器是当今的发展趋势,既弥补了无源滤波装置的固有缺陷,又能充分发挥有源滤波器的优势。该文对无变压器型混合并联有源滤波器的设计原则进行了研究,提出了具体的设计方法以及电感值和直流母线电压之间的关系。同时,分别给出了混合有源滤波进行补偿负载电流谐波和阻尼电网电压谐波放大这两种不同应用时的控制策略,对其滤波和阻尼特性进行了详细的分析。为了改善混合有源滤波性能,在控制策略中引入了广义积分控制器。实验结果证明了所提出的混合并联滤波装置具有优异的性能。     

改进并联混合型有源滤波器在大功率非线性负载中的应用

提出了一种改进型并联混合型有源滤波器.针对非线性负载产生的主要谐波分量,将逆变器与无源滤波器电感并联设计,利用并联滤波电感的分流作用以降低逆变器电流容量、输出电压频率和开关频率,并在逆变器发生故障时滤波器仍能正常工作.针对单次谐波电流检测,应用了一种改进滑动窗算法.仿真和试验结果表明,该混合型有源滤波器不仅具有良好的滤波效果,而且能减少逆变器电流.     

三相四线制下中线谐波电流治理的新方法

提出了一种中线谐波电流治理的新结构，该结构由新型无源滤波器和有源滤波器串联构成。其中无源滤波器包括3次、9次单调谐滤波器和高通滤波器，每个滤波支路都由三相电容器连接成星形后与一个电感（高通滤波器中还有一个并联电阻）串联构成。电网中的非零序电压全部由电容器承担，同时，流经无源滤波器电感和有源滤波器中的电流仅为谐波电流，大大降低了有源滤波器的容量和成本。文中分析了其基本原理：当有源滤波器输出一定的电压时，不仅可以使零序谐波电流完全流入滤波器中，而且可以抑制系统零序谐波电压产生谐波电流，从而使电网侧中线中仅含基波电流。文中提出了一种简单的控制方法，它仅利用电网侧零序谐波电流作为控制信号来产生有源滤波器所需的驱动信号。最后，利用PSCAD／EMTDC进行了仿真验证，仿真结果表明该结构中的有源滤波器的容量较小而且滤波效果较好。     

间谐波对电压闪变检测影响的研究

本文主要分析了不同频率间谐波对常见采用IEC推荐检测算法的闪变仪的影响.通过对IEC推荐的闪变检测方法进行详细的分析、计算推导,得出当间谐波频率为0.5～35Hz时IEC闪变仪的误差受带通滤波器衰减性能影响;而当间谐波分量频率介于35～99.5Hz间时,由于该检测算法的设计缺陷,测量结果与理论值差别较大.最后使用PSC...     

Teager-Kaiser能量算子Blackman-Harris窗三谱线插值的电压闪变参数检测

针对电压闪变的检测,提出了一种基于Teager-Kaiser能量算子和Blackman-Harris窗三谱线插值的闪变参数测量方法。采用能量算子检测出电压波动信号,分析Blackman-Harris窗的旁瓣特性,将闪变包络进行Blackman-Harris窗三谱线插值FFT谱分析与校正,对IEC标准推荐的检波方法进行简化,实现闪变参数的检测分析。通过大量仿真实验证明,在含有单一频率调制、多频率调制、电网基波频率发生偏移、含有谐波、间谐波和白噪声干扰时,文中的检测算法性能优良,相比传统检测方法,算法简单稳定、抗干扰性强,可实现电压闪变参数的在线检测。     

基于改进卡尔曼滤波器的谐波检测方法

电力系统谐波问题日益严重且复杂,有效地对谐波进行检测已成为电能质量监测终端的一项基本要求.采用一种基于改进卡尔曼滤波器的谐波检测方法,利用卡尔曼滤波器在动态检测方面的优势,结合改进相位、频率的跟踪性能,可以简单、快速、准确的得到基波和谐波的各项参数.并且此方法可以检测到受闪变扰动时的基波和谐波成分,可获得闪变调制波的基本参数.建立了基于改进卡尔曼滤波器的谐波检测数学模型,并利用MATLAB仿真平台验证了该方法的性能.     

基于FFT和HHT的Kaiser窗校正的风力发电机组电压闪变测量

由于电压闪变是非平稳信号,根据IEC闪变仪规范设计的闪变仪,在实际应用中无法直接进行频谱分析。提出了基于快速傅里叶变换(FFT)和希尔伯特黄变换(HHT)的Kaiser窗校正的风力发电机组电压闪变测量方法。分析了Kaiser窗的旁瓣特性和HHT的原理,通过Kaiser窗减少频谱泄露,利用FFT进行滤波,最后用HHT得到闪变包络。仿真实验结果表明,提出的算法可以测量出闪变发生的时间,并能有效克服单频闪变包络频率变化、多频率成分闪变包络频率变化、电网基波频率波动、谐波、间谐波及白噪声对检测结果的影响,其测量结果不仅稳定而且误差较小,还可以得到闪变发生的起止时间。实验进一步证明了该算法的有效性。     

基于改进复调制细化法和加窗插值快速傅里叶变换的电力系统谐波分析

当遇到含有频率接近成份的谐波信号时,加窗插值傅里叶变换(fast Fourie transform,FFT)等传统的谐波分析方法不能准确地进行分析。文章采用基于复解析带通滤波器的复调制细化法对频率接近的谐波成份进行细化分析,然后再用加窗插值FFT分析其他频率成份。与直接使用加窗插值FFT法对比的仿真分析表明,该方法能够以较高的频率分辨率分析出频率较接近的谐波成份。     

一种间谐波背景下的基波检测方法

提出了一种间谐波背景下的基波检测对称分量法。该方法将三相含有间谐波分量的谐波电流信号在基波周期内对系统工频投影,获得基波分量和谐波分量,然后进行正、负、零序对称变换,从而实现基波分量和谐波分量的解耦, 并使用低通滤波器获得基波部分,最后再使用正、负、零序逆变换求得基波分量的瞬时值。该方法不受三相电流幅值及初相位不平衡、电压畸变、频率偏移的影响,具有各相独立的较好的抗干扰性能。仿真结果表明了该方法的有效性。     

通过间谐波测量计算闪变值的方法研究

本文提出一种基于间谐波测量的闪变值计算方法.该方法首先从电压畸变信号的角度提出了“AM-间谐波对”和“PM-间谐波对”的概念,由此区分引起闪变的调幅波和一般间谐波;然后以IEC61000-4-7推荐的采样窗口长度和形状为前提,用一种非同步采样下的奇数频点插值修正法测量电压信号中各频率分量的具体参数;根据信号转化等式,结...     

基于数学形态滤波和Hilbert变换的电压闪变测量

随着电力系统中大容量冲击负荷的不断增加,配电网中的电压闪变也越发严重,因此需要对其进行检测和分析,为进一步的治理奠定基础。而IEC推荐的闪变测量方法只能给出闪变的统计性评价指标如短时闪变严重度和长时闪变严重度,此种指标无法说明闪变的具体参数特征。为此,文中给出了基于数学形态滤波和Hilbert变换的电压闪变快速测量计算方法。其中,基于数学形态学的滤波方法相比传统的数字滤波方法计算速度更快,更易于硬件实现,而且能够在保留电压闪变信号扰动特性的前提下有效地去除电压闪变信号中含有的尖峰脉冲、白噪声,高频噪声等干扰,将去噪后的信号进行Hilbert变换可准确地测出闪变的包络,为进一步测量电压闪变的有关参数奠定了基础。仿真试验证明了所提方法的有效性。     

基于数学形态学和HHT的谐波和间谐波检测方法

非线性电力元件的应用使电力系统的谐波污染问题日益突出。为准确检测谐波和间谐波参数,提出了基于数学形态学和希尔伯特–黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)的谐波和间谐波检测方法。为有效抑制多种噪声,对现有数学形态滤波器进行了改进,使之保留了原信号的主要特征,并运用经验模态分解处理消噪后的信号,得到了一组经验模态函数分量。对每个经验模态函数分量进行希尔伯特–黄变换,可准确得到其瞬时频率和瞬时幅值,实现了在噪声背景下对谐波和间谐波的检测。仿真结果验证了该方法的可行性与有效性,表明其可提高谐波和间谐波的检测精度。     

并联型有源电力滤波器单次谐波补偿策略研究

在瞬时功率理论的基础上提出了一种基于带通滤波器的指定次谐波检测方法.文章建立在所提出有源电力滤波器的拓扑结构及其数学模型基础上,对电网中的单次谐波和间次谐波补偿方法进行研究.该方法新颖,物理意义明确,可以针对任意次谐波进行补偿,进而为电路参数的设计提供了方便.针对APF的负序谐波设计了一种8阶IIR数字滤波器,并对该滤...