配电网电能质量测试系统的设计与仿真

分析了几种电能质量干扰发生装置的模型,针对其中的不足之处,提出了一种基于电力电子技术的电能质量干扰源方案。采用DSP控制器,并以15 k VA容量为例对加入干扰源的配电网动模系统进行了仿真分析。仿真结果表明,加入干扰源的动模系统可以模拟多种电能质量干扰环境,并且可用于大功率场合,运行经济,效益较好,较好的满足了对电能质量控制治理设备测试的有效性和实用性要求。     

新型电能质量干扰源的研究

介绍了两种传统类型的电能质量干扰源。就其不足之处,提出了一种新型的电能质量干扰源设计方案。该干扰源采用了DSP技术和双环控制方法,实现逆变器干扰量的快速准确输出控制,可以实现大容量输出。对该方案进行了仿真和实验研究,结果表明,此干扰源可以产生多种对称或不对称的波形畸变、电压跌落等电能质量干扰,并且结构简单易实现,从而验证了该干扰源的有效性。     

新型电能质量干扰源的研究

介绍了两种传统类型的电能质量干扰源.就其不足之处,提出了一种新型的电能质量干扰源设计方案.该干扰源采用了DSP技术和双环控制方法,实现逆变器干扰量的快速准确输出控制,可以实现大容量输出.对该方案进行了仿真和实验研究,结果表明,此干扰源可以产生多种对称或不对称的波形畸变、电压跌落等电能质量干扰,并且结构简单易实现,从而验证了该干扰源的有效性.     

基于非对称规则采样策略的变换器传导干扰预测

提出了非对称规则采样策略下的变换器差模和共模干扰源预测模型,使用频域计算的方法推导了2种干扰源的频谱;总结了差模、共模干扰在变换器开关频率及其倍数频率附近的分布规律,从而对比研究了不同调制比下2种干扰的变化关系,得到了相应的变化规律。在此基础上,利用Saber软件对一个三相整流器系统的传导干扰进行了时域仿真和频域验证,仿真试验验证了理论预测的正确性。该方法可有效推广到逆变器干扰源的分析预测中。     

数据驱动的电能质量扰动特征建模方法

电能质量扰动特征的准确描述是分析干扰源对电网影响、辨识与定位干扰源、开展干扰源管理的前提。近年来电力公司广泛开展电能质量在线监测系统建设,积累了海量的干扰源扰动数据,为电能质量扰动特征建模奠定了良好的基础。提出了一种数据驱动的电能质量干扰源扰动特征建模方法,包括数据驱动建模流程,数据预处理方法,时序特征、统计特征描述及相关参数获取方法。与传统的基于机理仿真或测试数据构建扰动特征模型方法相比,数据驱动模型具有持续完善、特征完备等优点,工程应用价值较高。     

三相PWM变换器传导干扰的预测分析

为了预测整流-逆变-感应电机系统的传导干扰,建立系统的共模和差模等效电路.等效电路由干扰源和耦合通道构成,用干扰源的数学模型代替电力电子器件开关时的非线性环节,对整流桥产生的共模和差模干扰采用傅里叶变换得出共模和差模干扰源的表达式,对逆变桥产生的共模和差模干扰采用双重傅里叶积分法得出干扰源的表达式,根据共模和差模传播路...     

区域电网电能质量干扰源的监测分析及防治对策

区域电网电能质量干扰源的监测分析及防治对策是保证电网电能质量的重要任务。根据对广西电网典型电能质量干扰源如电铁牵引负荷、交流电弧炉及中频炉用户的监测情况,并结合引发的电网故障、事故实例(包括变电站电容器故障、主变跳闸、保护装置误动等)分析典型干扰源时电网的影响,提出电能质量监测管理和治理对策。     

典璀干扰源电能质量特性分析与治理措施研究

大量非线性、冲击性及不对称负荷的使用引起了供电电能质量的恶化,干扰了电网的安全运行及电网中设备的正常工作。了解不同干扰源的电能质量特性,对于评估干扰源接入电网后引起的电能质量问题以及制定相应的治理措施具有重要的意义。对电网中多种典型干扰源如电弧炉、轧机、中频炉、电气化铁路牵引负荷、化工负荷及电石炉的电能质量特性进行了分析、归纳和总结,     

基于FP-growth算法的电压事件干扰源定位方法

定位电能质量干扰源是确定电力系统中电能质量污染责任并深化治理的前提。提出一种利用已有的海量电能质量监测数据,基于关联分析算法确定各监测节点在电压事件上的相互影响关系,进而定位干扰源的方法。在技术路线上,重点实现了对采自实际电网的电能质量监测数据的转换处理,使顺序存储的数据转为多节点按时间轴对齐的二维表,之后选用PF-growth算法,采用合适的参数,计算出各节点之间在电压事件上的影响关系。相对于传统的系统仿真和矩阵计算的方法,本文方法具有成本低、计算快速有效等特点。     

三相PWM驱动电机系统干扰源的数学模型

针对三相PWM驱动电机系统难以建立用于预测干扰的准确的高频干扰源数学模型这一问题,提出将整流桥和逆变器两个干扰源分开进行研究的方法.采用傅里叶变换法建立整流桥的干扰源模型,采用双重傅里叶积分法建立逆变桥产生的共模和差模干扰的干扰源数学模型,把PWM载波和基波用两个独立周期的时变函数来描述,将其共同作用的函数作为被积函数,并详细推导了正弦脉宽调制技术的内外积分线的确定过程.最后通过实验结果和仿真结果的比较,验证了所建立整流桥和逆变器的干扰源模型的正确性,因此该数学模型可作为三相PWM驱动电机系统的传导干扰预测的干扰激励源.     

10 kV数字物理混合仿真扰动试验系统设计

传统电能质量扰动试验系统不能直观反应实际电网扰动,也不能用于测试实际电网扰动下并网设备的运行特性。对此提出一种10 kV/3 MVA数字物理混合仿真扰动试验系统设计方法。该方法能够在实验室环境下实现电力系统运行模拟,可用于电网故障下并网设备的特性研究;同时本扰动试验系统也能模拟基于波形特征描述的电能质量问题。提出了数字物理混合扰动试验系统的总体框架,功率接口为级联H桥式背靠背拓扑,在逆变侧采用比例+重复控制模拟数字侧仿真波形,仿真结果证明所提出的设计方案的可行性。     

风剪切和塔影效应作用下直驱式风电并网系统虚拟惯量控制

风剪切和塔影效应使直驱式风电机组成为强迫功率振荡扰动源,虚拟惯量控制可使风电机组同时具备向系统提供惯量支持和抑制扰动的能力。通过分析虚拟惯量控制中比例-微分环节对系统阻尼、风机轴系扭振和扰动源的影响,提出了虚拟惯量控制的改进方案。在VIC补偿量中引入风机输出功率给定量和二阶带通滤波器,实现了比例、微分系数的等效等比增大。算例分析和仿真结果表明,改进方案在不减少系统阻尼和不降低轴系稳定性的前提下,提高了虚拟惯量控制对强迫功率振荡扰动抑制的能力。     

含分布式电源的配电网电能质量扰动源定位研究

针对含分布式电源的配电网产生的电压骤降、短路、高斯噪声以及电源产生的谐波输出等一系列问题,提出了一种精确判断扰动源位置的方法,旨在提高电能质量水平。根据分布式发电机配电网的拓扑结构和电能质量监测信息,利用离散小波Mallat变换提取高频扰动的分量,根据高频扰动能量的正负对扰动的方向进行判断。同时采用遗传算法,利用高频扰动能量来设置扰动权重因子,突出强信号在定位过程中的作用,从而对扰动源进行精准定位。仿真结果表明,此方法准确性比较高且容错性较好,对电能质量监测仪的安装位置和个数方面,也具有指导意义。     

基于分段改进S变换的复合电能质量扰动识别

针对存在多种单一电能质量扰动的复合扰动分类识别问题,提出了一种基于分段改进S变换和RBF神经网络相结合的复合电能质量扰动识别新方法。首先对离散S变换进行了分段改进,将时域分辨率和频域分辨率进行分段处理,通过分析改进S变换得到的模时频矩阵,绘制了能够反映扰动信号不同突变参数的特性曲线。其次利用统计方法优化计算提取了10种用于模式识别的特征量,并用局部逼近的RBF神经网络设计了分类器对提取的特征样本进行训练和分类,最后在不同噪声环境下对5种单一扰动及谐波+电压暂降、电压暂降+闪变等6类复合电能质量扰动的分类识别进行了仿真验证。仿真结果表明,该方案时频处理、分类能力和学习速度等方面均优于普通改进S变换+全局逼近网络的方法,且鲁棒性强,能准确识别多种单一扰动及两种扰动同时存在的复合电能质量扰动。     

风电接入的电力系统电能质量扰动的检测与定位

风能的波动性、间歇性和随机性等特性使接入风电的电力系统运行特性和电能质量受到复杂的影响。针对风电接入的电力系统电能质量扰动问题,重点研究电能质量扰动的小波检测方法,提出了基于Euclidean分解算法的db4复小波的提升方案。通过Euclidean分解算法得到复小波提升方案,求取了db4复小波自适应提升因子并构建了分解与重构模型,对扰动信号和基波分量进行提升变换后得到幅值和相位信息分别作差。利用幅值差和相位差来确定扰动的幅度和时间,并根据扰动段的幅值差和相位差值实现了扰动起止时刻定位。基于Matlab的仿真结果表明,与复小波相比,该方法能进一步提高风电接入电力系统电能质量扰动信号定位的速度和精度。     

基于自适应全局滑模的电力系统混沌振荡控制

对电力系统的二阶模型进行了混沌振荡的动力学行为分析,包括时域波形图、相图的分析。把全局滑模控制与自适应控制结合起来,设计了自适应全局滑模控制器来抑制该二阶电力系统的混沌振荡。设计的控制器克服了滑模控制需要知道系统扰动上界的缺点,同时保留了滑模控制具有良好的鲁棒性的优点。在控制器中,采用了两种不同的自适应率来对系统的扰动进行估计,并对这两种不同的自适应率在控制效果上进行了比较。仿真结果验证了控制器的有效性和良好的鲁棒性。     

风力发电系统最大功率跟踪自适应鲁棒控制

为了提高风力发电系统最大功率跟踪(MPPT)运行的工作性能,针对系统未知建模误差和外部扰动等不确定问题,提出了一种MPPT自适应鲁棒控制方法。该方法建立在基于广义扰动的风力发电系统角速度跟踪动态模型基础上,不依赖于系统模型参数和外部扰动辨识。利用MPPT跟踪偏差的非线性状态反馈和扰动边界值的在线实时估计,自适应地调整切换控制项增益,以加快系统收敛的速度。实际控制律经过一阶积分输出,进一步削弱控制输出信号幅值的抖振,平滑发电转矩,提高跟踪精度。通过构造Lyapunov函数,验证了闭环系统的全局稳定性。通过与常规线性PID控制和非线性动态状态反馈控制(SFC)进行仿真比较,验证了该控制器实现最大功率跟踪控制的良好效果,具有较强的鲁棒性和自适应性。     

基于扰动观测器的孤立交直流混合微电网双向AC/DC换流器电压波动控制策略研究

针对孤立交直流混合微电网中双向AC/DC换流器在外界扰动下出现电压波动的问题,设计了一种应用于双向AC/DC换流器的母线电压扰动观测器,以实现在分布式电源出力和负荷功率变化等外界扰动情况下对系统扰动量的快速跟踪,且无需增加额外的电压或电流传感器,保证了交直流混合微电网内分布式电源和负荷的即插即用功能。进一步地提出了基于扰动观测器的孤立交直流混合微电网双向AC/DC换流器电压波动控制策略,以有效抑制暂态电压波动和冲击,提高了孤立混合微电网在不同扰动下的动态响应性能和鲁棒稳定性。在PSCAD/EMTDC平台上搭建了孤立交直流混合微电网仿真模型,通过在不同暂态过程下的仿真测试验证了所提方法的有效性和正确性。     

CEEMD在电能质量扰动检测中的应用

为了解决总体平均经验模态分解(EEMD)处理非平稳、非线性信号的不足,提出了一种基于完全经验模态分解(CEEMD)的电能质量扰动检测新方法。首先采用CEEMD对含噪的电能质量扰动信号进行分解得到固有模态函数,并对固有模态函数进行Hilbert变换检测出瞬时幅值和瞬时相位特征参数。对所得瞬时幅值求取二阶导数得到模极大值点,提高了通过模极大值点定位扰动时刻的准确性。针对高频复合扰动采取两次CEEMD分解方法去除噪声与虚假分量有效提取出扰动成分,针对稳态扰动提出先去除谐波再提取闪变包络的检测方法。并通过Matlab仿真实验以及依托交流调压器负载实验和三电平实验平台的实测数据,验证了该方法既可以对未知扰动信号进行辨识区分,也可以确定电能质量扰动的时刻、类型、频率和幅值等特征参数。     

线间多功能DVR的工作机理及仿真分析

动态电压恢复器(DVR)是一种电能质量的高效治理装置。提出了一种中压馈线间共直流侧的多功能DVR拓扑,包含两个串联型变流器。其中一组用于滤除馈线上非线性负载产生的电压谐波,并维持直流侧电压稳定。另一组具有动态电压补偿功能,可实现其他馈线上的电压扰动抑制,并在负载侧发生短路故障时,具有快速故障电流限制功能。结合滤波与稳压控制、电压电流双闭环比例谐振控制,分析了拓扑运行机理、切换过程。仿真结果验证了所提拓扑及控制策略的正确性。