一种基于瞬时无功功率的电能计量方法

针对目前非正弦不平衡条件下电能计量时不同谐波功率会正负抵消的现象,提出一种基于瞬时无功功率来计量相功率的电能计量方法。该方法通过改变广义瞬时无功功率计量中p-q坐标系的旋转方向和速度,得到三相三线制系统中电压、电流的任一谐波的正负序分量,进而求得正负序功率。最后将正负序功率转换成相功率,从而得到非正弦不平衡条件下的系统功率。文中方法不仅可以获得不同次谐波的功率,实现功率的正反向计量,避免不同次谐波功率抵消的现象,而且计算量小,计算精度高。最后通过Matlab仿真验证了文中方法的准确性。     

基于Fryze时域无功定义的无功电能的准确计量

针对目前无功功率计量算法在非正弦不平衡条件下的无功功率计量方面准确性的不足,在Fryze时域无功定义的基础上提出了一种适用于非正弦不平衡三相三线制系统的无功功率计量理论。根据Fryze时域无功定义将三相瞬时电流分解为有功电流分量和无功电流分量,并对三相瞬时电压和无功电流分量进行快速傅里叶变换,得到各次谐波无功功率的大小和方向,从而实现对非正弦不平衡三相三线制系统无功电能的准确计量。该方法将无功功率分为正向无功功率和反向无功功率,避免了同一谐波源产生的不同次数谐波的感性无功与容性无功相互抵消的情况。最后通过Matlab仿真验证了这一结论,为非正弦不平衡条件下系统无功电能的准确计量提供了理论依据。     

基于瞬时无功功率理论的四相输电谐波电流检测方法

该文提出了基于瞬时无功功率理论的四相输电谐波电流检测方法。该方法首先将a、b、c、d四相电路分解成ab和cd两组，然后运用ip、q对每一组的谐波电流分别进行计算，求出每相谐波电流。通过对电容器直流侧电压和有源滤波器输出电压进行控制，达到有效减少基波有功电流和基波无功电流的检测误差，从而实现了有效减少谐波电流检测误差的目标。该方法与三相电路谐波电流检测方法相比省去了三相变两相和两相还原成三相环节，与单相电路谐波电流检测方法相比省去了构筑三相电路环节。该方法将瞬时无功功率理论对谐波检测的范围曲三相、单相电路扩展到了四相电路，具有原理简单，检测精度高和稳定性好等特点。计算机仿真和实验结果均表明了该文提出的方法是切实可行的。     

基于自适应陷波器的三相有功功率的测量

多种电力电子设备的广泛应用使得电网被谐波严重污染,如何在含谐波情况下准确快速地测量有功功率是一个急需解决的问题。这不仅关系到电网安全稳定运行,也决定着相关费用的核算。本文在瞬时无功功率理论的基础上,提出了基于自适应陷波器的三相有功功率测量方法。采用自适应陷波器对含谐波的三相电压和电流信号进行处理,分别得到基波和谐波的α轴和β轴分量,然后通过瞬时无功功率理论可以得到基波和谐波的有功功率值。仿真结果表明,在系统稳定情况下,该方法能够准确地测量三相系统基波和谐波的有功功率,在频率变化时,检测结果也保持较高的精确度,并且能够快速追踪幅值变化引起的有功功率波动。     

关于瞬时无功功率理论的探讨

通过瞬时无功功率P-Q理论(IRP)及电流物理分量理论(CPC)在电网电压、电流为正弦的三相三线制不对称电路中的应用的对比,表明瞬时无功功率理论的分析结果与电路中的某些功率现象不一致:即无功功率Q为零时,瞬时无功电流可能不为零;有功功率P为零时,瞬时有功电流不为零;电源电压为正弦,负荷为非谐波源时,瞬时有功电流和瞬时无功电流中都包含三次谐波分量。瞬时有功功率p、瞬时无功功率q与有功功率P、无功功率Q及不平衡功率D之间的关系说明p、q分别与多个功率现象相关,仅用P、Q的瞬时值不能无延时的辨识三相负荷不对称系统的功率特性。这一结论对有源电力滤波器的控制算法具有重要意义。     

三相抗干扰性不平衡电子负载模拟装置

设计了一种三相不平衡电子负载模拟装置.该装置采用AC/DC/AC双PWM变流器为主电路结构,通过有功功率和无功功率的解耦控制来模拟三相不平衡电子负载特性,同时能实现能量的双向流动.提出以三相电路瞬时无功功率理论为基础的单相电路谐波和无功电流实时检测方法来推导指令电流,使指令电流不受电网电压初始相位的影响,从而提高装置的...     

检测单相系统谐波电流和无功电流的一种新方法

针对单相系统谐波电流和无功电流检测中存在的问题,提出一种新的检测方法:基于瞬时无功功率的虚拟三相法.通过理论分析和仿真实验论证,表明这种算法能有效解决单相系统和三相不平衡系统中谐波电流和无功电流检测中存在的问题,且检测精度高,动态响应快.     

谐波条件下基于计量误差量化分析的电能计量方案

对谐波背景下电子式电能表全波计量和基波计量方式之间的计量误差进行了量化分析,并以此为基础提出了具有实用性和合理性的电能计量方案。首先,从合理性和适用性出发,分析了谐波背景下不同计量方式存在的问题;其次,根据三相非正弦不平衡系统谐波功率的计算方法,得出了定量化计算不同计量方式下计量误差的理论表达式,结果表明该误差可表示为电压和电流总谐波畸变率以及功率因数的函数;以此为基础提出了新的电能计量方案。通过仿真计算验证了计量误差定量化计算方法和分析结论的正确性和有效性。     

不平衡电网下并网逆变器功率模型预测控制

当电网电压不平衡时,并网逆变器侧有功/无功功率波动、并网电流谐波显著增加。为解决该问题,提出一种新型的模型预测功率直接控制策略MPDPC(model predictive direct power control)。在该控制策略中,采用电网电流、电网电压及其1/4周期延迟信号和电容电压差搭建功率模型;然后选择功率模型预测控制中最优的开关状态,有效地消除了逆变器输出有功功率2倍频脉动,电流谐波,实现给定有功功率和无功功率的精确跟踪。仿真和实验结果表明,该方法能消除电流谐波,实现三相电流基本平衡。     

基于平均有功功率的单相电路谐波和无功电流检测方法

为解决电网电压畸变时单相电路谐波和无功电流检测问题,本文提出了基于平均有功功率的单相电路谐波和无功电流检测方法.理论分析和仿真验证表明,该方法能够实时检测出单相电路瞬时无功电流、基波无功电流及谐波电流,并且在只检测瞬时无功电流时无需锁相环电路.与基于瞬时无功功率理论的检测方法及有功电流分离法相比,该检测方法概念更清晰、...     

三相电压不对称时广义谐波电流的一种新的检测方法

利用瞬时无功功率理论进行三相电压不对称谐波电流检测时会出现较大的误差,对此将扇合矢量表示法推广应用于三相不对称系统。提出了一种新的扇合变换向量,使三相系统归一化为单相系统,从而简化了三相系统基波有功分量的提取,即使在电网电压不对称时仍能准确有效检测出谐波电流。接着提出并证明了DFT的基相量循环移位性质,根据该性质得到了从三相电流扇合矢量中提取基波有功分量的递推算法,大大减少了计算量,提高了检测实时性。仿真分析对该方法的正确性和可行性进行了证明。     

基于Fryze功率理论的谐波检测算法与p-q算法的一致性

通过理论推导得出,无论电压有无畸变,基于Fryze功率理论的谐波检测算法与基于瞬时无功功率理论的p-q算法最后检测出的有功电流是完全一致的。当电压无畸变时,两种方法都可以精确检测三相系统的谐波及无功电流,但在Fryze功率理论方法中没有坐标变换,计算量要比p-q算法少很多。     

三相电压不对称时广义谐波电流的一种新的检测方法

利用瞬时无功功率理论进行三相电压不对称谐波电流检测时会出现较大的误差,对此将扇合矢量表示法推广应用于三相不对称系统.提出了一种新的扇合变换向量,使三相系统归一化为单相系统,从而简化了三相系统基波有功分量的提取,即使在电网电压不对称时仍能准确有效检测出谐波电流.接着提出并证明了DFT的基相量循环移位性质,根据该性质得到了从三相电流扇合矢量中提取基波有功分量的递推算法,大大减少了计算量,提高了检测实时性.仿真分析对该方法的正确性和可行性进行了证明.     

具有不平衡负载的功率因数补偿策略的研究

将单相谐波和无功电流检测方法应用于三相系统中。在每相中分别采用与电网电压同频同相的单位正弦和余弦信号与该相负载电流相乘,经过低通滤波和处理后得到各相的瞬时基波有功电流和瞬时基波无功电流,进一步可得到谐波指令电流,和补偿谐波、无功及不平衡电流的指令电流,通过该电力滤波器补偿后,解决了三相不平衡问题,得到高的功率因数。通过仿真研究,证明了该方法的正确一性。     

工频三相电能国家计量副基准和谐波计量标准的研究

该项目由辽宁省计量科学研究院和中国计量科学研究;院合作研究成功，它以三相标准功率源和三相多功能标准表为主体，实现了高准确度的三相功率／电能等交流电量的输出与测量，通过传递标准获得其有功功率、交流电流、电压的量值，并在正弦和包含谐波两种状态下，以两种方式实现了量程扩展。同时首次提出并实现了无功功率／电能和谐波参量的计量溯源，从而获得了一个宽量程、多参数、全功能的三相电能计量国家副基准（0．01级）和交注电量、谐波计量标准。     

三相电压不对称时谐波和无功电流的准确检测新方法

基于理论推导和分析,指出了在三相电压不对称时,应用瞬时无功功率理论检测谐波和基波正序有功及无功电流分量存在的问题。提出了一种准确检测这些电流分量的方法,即先构造出一个理想的基波对称系统,使该三相系统的电压等于原来非对称系统的基波正序电压,在此基础上进行谐波和无功电流的检测。对该检测方法进行了理论分析和仿真,仿真结果证明了在三相电压不对称时该检测方法仍然能正确地检测出谐波和基波有功、无功电流。     

不平衡输入3-1矩阵变换器输入电流谐波抑制研究与实现

针对输入电压不平衡条件下三相-单相矩阵变换器的双空间矢量控制策略进行了研究。为补偿三相-单相矩阵变换器输出的脉动功率,推导了采用单电感进行功率解耦的调制函数,在分析不平衡输入电压下三相-单相矩阵变换器的输入电流谐波的基础上,推导了将输入电压正序分量作为输入电流参考矢量下输入电流解析式,对比分析了与传统控制方式之间电流谐波的优化关系,提出正序电压作为输入电流参考矢量并采用动态调制比进行输出相与解耦相调制的控制策略,构建了实现该控制策略的系统模型并进行了系统仿真验证。在此基础上搭建了实验样机,仿真及样机实验结果表明该控制策略在维持输出电压稳定性的同时显著降低了输入电流谐波含量,验证了理论分析的正确性和所提出的控制策略的可行性。     

基于综合矢量的功率定义及在无功和谐波电流检测中的应用

本文在综合矢量平面上定义了三相电路的有功功率及无功功率 ,以电压为参考 ,直接对三相瞬时电压、电流运算 ,获得三相电流的谐波及无功电流 ,该方法算法简单。仿真结果证明该方法具有满意的检测效果。本文中功率的定义不仅具有明确的物理意义 ,而且适用于谐波及无功电流的检测     

基于瞬时无功功率理论的串联型故障电弧检测方法

针对三相用电系统中的串联型故障电弧,利用三相负载发生单相故障电弧时三相电流会出现不对称和高次谐波含量增加的特性,提出一种基于瞬时无功功率理论的串联型故障电弧快速检测方法。给出了瞬时无功功率理论提取三相电流各次谐波的计算过程,并提取了负载电流相邻两工频周期的基波和各次谐波正负序分量的幅值变化倍数作为特征属性,利用决策树构建了故障电弧判别规则,给出了判别逻辑图。经过验证,该方法能够快速、准确地检测出三相用电系统中的单相串联型故障电弧。     

三相电压不对称时谐波和无功电流的准确检测新方法

基于理论推导和分析,指出了在三相电压不对称时,应用瞬时无功功率理论检测谐波和基波正序有功及无功电流分量存在的问题.提出了一种准确检测这些电流分量的方法,即先构造出一个理想的基波对称系统,使该三相系统的电压等于原来非对称系统的基波正序电压,在此基础上进行谐波和无功电流的检测.对该检测方法进行了理论分析和仿真,仿真结果证明了在三相电压不对称时该检测方法仍然能正确地检测出谐波和基波有功、无功电流.