新型电气化铁道电能质量综合补偿系统的研究及工程应用

针对电气化铁路给电网带来的低功率因数、高谐波含量和负序电流的问题,提出了在每个牵引臂安装由静止无功补偿器和混合有源滤波器有机组成的新型并联混合补偿装置.该装置结合静止无功补偿器和混合有源滤波器两者之长,前者动态补偿无功电流并抑制负序电流;后者由无源滤波和有源滤波构成的注入式混合有源滤波器,降低了工程成本和实现难度,并有效抑制了谐波.文中分析了其拓扑结构和补偿原理,并详细介绍了其无功控制方法.将该系统投入牵引变电站运行,对比分析了系统投入前后的波形和数据,证明了该综合补偿系统对改善电网电能质量的有效性和可行性.     

电力系统谐波、负序与无功电流复合补偿策略的研究

基于瞬时无功功率理论,提出了一种适用于三相三线制和三相四线制电力系统谐波、负序以及无功电流的复合补偿策略。数值仿真结果表明,该复合补偿策略的投入使用,可使电力系统综合补偿装置运行在有源电力滤波器和静止无功发生器功能相结合的复合工作模式,从而实现具有不对称非线性负载的电力系统的谐波抑制、无功补偿以及负载不平衡抑制等综合控制任务。     

对称分量法控制的静止无功补偿装置设计

基于矢量变换法控制的无功补偿技术,已用于高电能质量的供电系统。这种方法通过矢量变换来实时补偿三相负荷的无功电流和无功变动量,以抑制电力网的电压波动、三相不平衡和谐波污染,从而提高电能质量。通过分析对称分量法变换原理,以及在TSC+TCR混合型静止无功补偿装置中的应用,介绍了采用矢量变换控制的无功补偿装置的设计。     

对称分量法控制的静止无功补偿装置设计

基于矢量变换法控制的无功补偿技术,已用于高电能质量的供电系统。这种方法通过矢量变换来实时补偿三相负荷的无功电流和无功变动量,以抑制电力网的电压波动、三相不平衡和谐波污染,从而提高电能质量。通过分析对称分量法变换原理,以及在TSC TCR混合型静止无功补偿装置中的应用,介绍了采用矢量变换控制的无功补偿装置的设计。     

基于HAPF的中低压配电网谐波治理研究及应用

随着非线性电力负荷的增加,中低压配电网谐波问题愈来愈严重,对电能质量和电网安全均带来了较大影响。本文分析了中低压配电网的谐波问题,其谐波源主要为电力变压器、静止无功补偿装置SVC、炼钢电弧炉、整流装置、电气化铁路和家用电器。混合有源电力滤波器(HAPF)是解决中低压配电网电能质量谐波问题、补偿无功的最有效设备。文章进一步阐述了一种含基波串联谐振电路,减小逆变器输出容量的混合有源电力滤波器结构及其工作原理。基于瞬时无功功率理论的Ip-Iq谐波电流检测法和滞环比较PWM控制原理的应用,有效的提高了检测和控制精度。在PSIM下建立了混合有源滤波器模型,通过仿真分析和工程应用可知谐波治理和补偿达到了理想效果。     

配网无功补偿及三相负荷不平衡调平装置的研究与应用

功率因数低、三相负荷不平衡是配电网络中的常见问题,导致配电网络的供电质量较差,造成系统产生较大的损耗,使电能利用率降低。为了改善电网质量,提高电能利用率,在电网中加入无功补偿调平装置是常用的方法。目前使用较多、效果较好的是SVC静止型动态无功补偿装置。本文从硬件和软件两方面对SVC无功补偿装置进行了研究,并通过工程应用对其使用效果进行了检验,设备投入后使配网三相负荷不平衡的问题得到解决。     

静止无功补偿器与有源电力滤波器联合运行系统

提出一种具有功率因数校正、补偿负载不平衡和滤除电网谐波电流的静止无功补偿器(static var compensator,SVC)和有源电力滤波器(active power filter,APF)联合运行系统电路结构。其中,SVC由晶闸管控制电抗器(thyristor controlled reactor,TCR)及固定电容器(fastness capacitor,FC)组成,主要用来快速补偿无功,并通过对其三相不对称控制来消除电网三相不对称和负序电流;APF部分主要用来消除电网及SVC引起的谐波电流,同时抑制固定电容器与电网等效阻抗间可能的串并联谐振。在分析SVC和APF联合运行系统基本工作原理的基础上,对联合运行时的控制方法进行研究。仿真和实验结果证明了该联合运行系统的可行性。     

基于V/V牵引变压器的同相供电系统电能质量混合补偿研究

为了综合补偿V/V同相牵引供电系统中的谐波、无功和负序等电能质量问题,提出了一种基于磁控静止无功补偿器(MSVC)和综合电能质量补偿器(HPQC)的电能质量混合补偿方法。通过协同控制MSVC和HPQC使得HPQC的直流电压最小,从而达到完全补偿无功、负序条件下,HPQC有源容量最小。再利用无源滤波器和HPQC有源滤波共同滤除系统中的谐波,实现对系统的负序、无功和谐波的综合补偿。另外还分析了混合补偿系统的负序、无功和谐波电流的实时检测方法,提出了HPQC和MSVC的协同控制策略,使得整个系统响应速度满足补偿要求。与传统有源补偿设备相比,降低了有源部分的补偿容量和直流电压,降低了补偿成本。仿真和实验结果验证了本文提出的混合补偿方法的有效性和可行性。     

混合型APF＋SCV综合补偿装置研究

提出了一种适用于中高压场合的混合型有源滤波器（HAPF）与静止无功补偿器（SVC）混联运行的综合补偿器装置。分析了其拓扑结构、数学模型与运行特性。计算机仿真和工程实验结果证明,该补偿器不仅可以提供快速可变的容性无功功率,稳定电网电压,而且能够对谐波电流进行动态跟踪治理,有效提高了电网安全稳定性,提升了公共电网电能质量,降低了电网损耗。     

考虑电能质量约束下的电弧炉无功补偿方案

针对交流电弧炉引起的电压波动和闪变、三相不平衡以及谐波等问题,提出了考虑电能质量约束下的无功补偿配置计算方法,并采用静止无功补偿器(SVC)与静止同步补偿器(STATCOM)联合运行的补偿方案加以治理。以湖北天门某电弧炉实际工程项目数据为参考,根据3组不同的电能质量要求等级分别给出了相应的补偿配置方案,并搭建了基于上述补偿方案的三相电弧炉供电系统模型,对其进行仿真验证。仿真结果表明,所提出的无功补偿方案能有效解决电弧炉造成的电能质量问题,且在保证治理效果的前提下降低方案投资成本,提高钢铁企业的经济效益。     

矿热炉混合无功补偿系统优化协调控制研究

为解决矿热炉给电网中其他用户带来的电能质量问题,尤其是电压跌落和电压闪变,提出了一种由FC、SVC和STATCOM组成的混合无功补偿系统。其中FC负责低层低成本无功补偿;SVC负责跟踪补偿无功功率变化,改善三相不平衡;STATCOM则通过快速响应来补偿SVC由于响应速度慢而导致的补偿误差,从而提高整个混合补偿系统的补偿精度。三者通过系统规则判断进行协调控制。对混合无功补偿系统进行仿真试验,分析对比了系统投入前后的电压波形,证明其补偿效果等效于等容量的STATCOM。     

有源电力滤波器谐波检测与补偿在采油平台电网的应用研究

针对采油平台电网谐波检测和补偿的不足,提出基于瞬时无功功率理论的检测方法,并对该方法进行分析。仿真和试验证明,该检测法不仅动态响应速度快,而且精度好。对于补偿控制策略,建立了并联型三相三线制有源电力滤波器的数学模型,对空间电压矢量PWM控制基本原理进行研究。仿真和样机结果表明,基于空间电压矢量PWM技术的补偿电流控制方法的补偿效果最佳。     

配电变压器集成式混合补偿系统

配电变压器作为配电网高低电压等级交汇点,是电能质量控制的关键节点。针对配电网中广泛应用的Dyn连接组配电变压器,文中提出了一种配电变压器集成式混合补偿系统。有源滤波器(APF)和晶闸管可控电抗器(TCR)以及无源滤波支路通过连接抽头接入配电变压器高压侧三角形绕组。采用TCR实现对无功功率的动态补偿,无源滤波支路设计为容性,扩大TCR补偿无功功率范围的同时,滤除TCR以及负载产生的部分谐波电流,进一步减小APF的容量,APF则用来提升无功补偿动态响应速度以及补偿负载和TCR所产生的谐波电流。仿真验证了所提方案的有效性。     

APF和SVC联合运行的稳定控制

研究了有源电力滤波器(APF)和静止无功补偿器(SVC)联合运行中的互相影响问题,指出在两者同时运行的情况下SVC控制器的设计要考虑到APF的影响,否则系统可能会不稳定。通过分析APF对SVC的影响途径,指出APF采用通常的Ip-Iq检测方法时,与SVC的耦合程度大;而采用“补偿特定次数谐波”方法时,与SVC的耦合程度小,此时APF是否投入对系统的稳定性基本没有影响,因此提高了系统可靠性。     

电动汽车充电站的谐波治理与无功补偿

针对电动汽车充电站投运后引起的电能质量问题,提出用静止无功补偿器和有源电力滤波器（APF）组成的联合系统来治理.分析了电动汽车充电站投运后产生的电能质量问题.采用了一种基于广义积分器的新型广义积分迭代控制算法.与常规的PI控制相比,该算法计算量小,能够对特定次数的谐波进行分频控制,实现对特定次谐波的补偿.最后利用Matlab软件进行仿真并搭建试验平台,试验结果验证了联合系统的有效性和可行性.     

新型模糊控制有源滤波器移相调压补偿的研究

针对大功率晶闸管移相式电压调节器产生的谐波电流,提出适合于就地补偿的新型模糊控制有源电力滤波器(APF)方案,有效地解决了补偿电流检测及非线性控制问题.该方案对三相APF进行电路模型分析,基于并行分布补偿方式采用Takagi-Sugeno模糊控制方法,设计了模糊反馈控制器.在稳定性条件下求解线性矩阵不等式,得到补偿控制...     

容错型三相四开关有源电力滤波器及其控制策略

有源电力滤波器(APF)多基于三相六开关拓扑,为提高其运行可靠性,提出一种基于元件冗余的三相四开关容错型APF。针对三相六开关APF的故障判别,应用功率器件承受电压变化识别桥路开路故障;研究了基于谐波检测APF补偿算法与控制电源电流跟踪电网电压APF补偿算法的关系,指出容错型APF切换控制中更适合采用电源电流直接跟踪补偿算法;在三相四开关APF数学模型基础上,研究了直流母线中点偏移对三相四开关APF补偿性能的影响,提出一种直流中点电压差值前馈补偿方法。扩展了配置直流侧储能的情况下,容错型APF的有功调节实现方法;设计了APF容错控制切换策略和硬件实现的电流滞环跟踪控制电路,在建立的三相四开关APF平台上,实验验证了所提方法的有效性。     

基于快速等效电纳计算的静止无功补偿器复合控制方法

提出了一种静止无功补偿器(static var compensator,SVC)的不平衡补偿方法。针对不平衡情况下的功率补偿需求,提出了基于佛布迪(fryze-buchholz-depenbrock,FBD)算法的等效电纳检测方法,有效减小了系统的计算量;为了提高SVC的补偿性能,提出了一种开环和闭环复合控制方法,并利用单纯形算法对控制参数进行动态调整,提高了系统的鲁棒性,大大提高了SVC的补偿精度和补偿性能,实现了三相系统的功率平衡。最后,仿真和实验验证了所提出方法的有效性和正确性。