直接计算法在有源电力滤波器中应用的仿真研究

根据直接计算法的计算公式,提出了直接计算法的谐波电流检测框图:根据此谐波电流检测框图,利用Matlab的Simulink模块库,建立了直接计算法的Matlab仿真模型.仿真研究发现:若电源电压无畸变,当负载电流处于稳定状态时,直接计算法能够准确地计算出需要补偿的谐波及无功电流,当负载电流处于变化状态时,直接计算法具有较好的动态性能;电源电压畸变对直接计算法的检测精度的影响较大;电源频率变化对直接计算法检测精度的影响很小.当电源电压发生畸变时,可以采用锁相环电路获得与电源电压同步的正弦信号.     

APF谐波电流检测的积分法与低通滤波法的比较研究

积分法和低通滤波法都是以非线性负载电流的Fourier级数表示为理论依据的两种有源电力滤波器(APF)谐波与无功电流检测方法.为了弄清楚这两种方法的检测性能孰优孰劣,建立了对这两种方法进行比较研究的MATLAB仿真模型,在此基础上,对这两种方法在电源电压无畸变、电源电压发生畸变和电源频率发生变化时进行了仿真比较.比较研究发现:在电源电压无畸变时,当负载电流处于稳定状态时,积分法的检测精度高于低通滤波法的检测精度,当负载电流处于变化状态时,积分法的跟踪速度快于低通滤波法的跟踪速度;在电源电压发生畸变时,积分法与低通滤波法的检测精度无明显差别;在电源频率发生变化时,低通滤波法的检测精度明显地高于积分法的检测精度.     

两种基于瞬时功率理论的单相电路谐波电流检测方法的比较研究

基于三相电路瞬时无功功率理论的单相电路谐波电流检测方法(延时最短的方法2)和基于单相电路瞬时功率理论的单相电路谐波电流检测方法都是基于瞬时功率理论的有源电力滤波器谐波电流检测方法,而后者比前者简单许多.为了弄清楚后者的检测性能,根据这两种方法的MATLAB仿真模型,建立了对它们的检测性能进行比较的MATLAB仿真模型.在此基础上,对它们进行了仿真比较.比较发现:在电源电压无畸变时,当负载电流处于稳定状态时,后者的检测精度略低于前者,而当负载电流处于变化状态时,这两种方法都能够平滑地跟踪基波有功电流幅值,它们的动态响应时间无明显差别;在电源电压发生畸变时,后者的检测精度明显地低于前者;在电源频率发生变化时,后者的检测精度明显地高于前者.     

单相电路谐波电流检测的一种参考方法的仿真研究

提出了基于三相电路瞬时无功理论的单相电路谐波电流检测方法(参考方法)的仿真研究.根据该参考方法建立了Matlab仿真模型,确定了低通滤波器的类型、阶数和截止频率.在电源电压无畸变、发生畸变和频率变化情况下,对该参考方法检测精度进行了仿真研究.研究结果表明,以上3种情况对该参考方法检测精度基本无影响,但在电源电压无畸变且负载电流变化时存在过跟踪.     

神经网络法与直接计算法在APF谐波电流检测中的应用比较

神经网络法和直接计算法是检测原理相同的2种有源电力滤波器谐波电流检测方法.首先,对这2种方法的复杂性、计算量、检测精度和实时性进行了比较,结果表明直接计算法在这些方面都明显地优于神经网络法.然后,对负载电流突然增加、线性增加、按指数规律减小和含有尖峰干扰时的4种情况进行了仿真比较,比较表明:当神经网络法的误差非常小时,2种方法计算出的基波有功电流幅值的仿真波形完全相同(即2种方法的静态与动态特性完全相同),这是因为它们的检测原理完全相同,神经网络法的自学习和自适应功能无从体现.对于神经网络法,负载电流的幅值和负载电流在1个周期内的采样个数都不能取得很大,否则指数函数的计算结果将发生溢出,而直接计算法则不会出现这种情况;神经网络法需要设定初值,而直接计算法不需要设定初值.     

直接计算法的本质及其检测性能

为了研究直接计算法这种检测有源电力滤波器谐波电流的检测性能,首先根据非线性负载电流的傅立叶级数表达导出基于离散傅立叶级数的谐波电流检测方法;然后证明直接计算法和基于离散傅立叶级数的谐波电流检测方法的计算公式相同,从而证明直接计算法和基于离散傅立叶级数的谐波电流检测方法在本质上完全一致;最后以直接计算法的本质和非线性负载电流的傅立叶级数表达为依据,阐释了直接计算法检测性能的结果,即:当负载电流在一个周期内的采样个数足够大并且负载电流处于稳定状态时,由直接计算法计算的基波有功电流幅值准确;当负载电流处于变化状态时,由直接计算法计算的基波有功电流幅值能够缓慢平滑跟踪基波有功电流真实幅值;若使用一个周期内的采样数据进行计算,则直接计算法的动态响应时间为1个周期;若使用0.5个周期内的采样数据进行计算,则直接计算法的动态响应时间为0.5个周期。     

一种构造直接计算法参考正弦信号的简单方法

直接计算法是一种性能优良的有源电力滤波器谐波电流实时计算方法.直接计算法的参考信号常常发生畸变,而参考信号畸变对直接计算法的计算精度影响很大.针对这一问题,提出了一种构造参考正弦信号的简单方法并证明了该方法的正确性.采用该方法构造任意一个与参考信号同频率的正弦信号,用构造的正弦信号代替参考信号,可以消除参考信号畸变导致的计算误差.     

用改进直接谐波算法评估多变换器谐波

为克服直接谐波计算方法的缺点,采用改进算法对独立电网中多个整流器在公共接入点PCC上产生的谐波进行了评估。该方法是在直接谐波计算法基础上通过进一步的校正计算而形成,这样就可以克服直接计算方法因不能考虑谐波电压产生的电流而引起的误差问题,具有较高的精度,而且此方法还免去了迭代计算法复杂的迭代过程,特别适合于对多变换器进行谐波计算。最后仿真与计算结果的比较验证了这种方法的可行性。     

自适应法与参考方法检测性能的仿真比较

自适应法与参考方法是两种典型的单相电路谐波电流检测方法。为了了解两种方法（特别是在实际应用时）的优劣,对其进行了仿真比较。仿真结果表明：无论是在理想条件下,还是在实际应用时,参考方法的检测精度明显高于自适应法的检测精度。研究结果对实际应用具有指导作用。     

单相自适应检测在三相无功及谐波电流检测中应用

电力有源滤波器作为一种有效的抑制谐波干扰的动态补偿装置,要求对无功电流、高次谐波电流、负序电流等补偿参考电流进行高精度的瞬时检测。根据传统有功功率的定义和自适应干扰对消原理,在仿真分析自适应检测电路的动态特性和检测精度关系的基础上,提出其一个改进的检测电路。改进的检测电路继承了自适应检测电路的优点,而且在保持一定的检测精度时具有更好的跟随性能。同时,在这种改进的单相检测电路基础上,按流入电源电流三相平衡原则,形成三相检测电路,它能适用于三相负荷不平衡时的检测。仿真结果表明了它的可行性。     

基于预条件处理GMRES的不精确牛顿法潮流计算

结合大规模电力系统修正方程组高维超稀疏性以及短向量的特点,提出以Krylov子空间方法研究电力系统方程计算问题.针对牛顿法潮流计算,采用预条件处理的GMRES方法求解高维稀疏的修正方程组,提出一种完整的基于预条件处理GMRES的不精确牛顿潮流算法,设计实现不同的预条件子,并以此为基础详细比较各类预条件子的预处理效果.通过对IEEE30、IEEE118和多个合成的大规模电力系统进行潮流计算,结果表明ILU预条件子比其他预条件子需要更少的迭代次数和浮点运算次数,当系统规模达到3000节点左右时,基于ILU预条件子的不精确牛顿法与传统的LU直接分解法相比,浮点运算次数减少了50%,内存使用量减少了将近10%,并且随着系统规模的增大,浮点运算次数基本上保持在LU直接法的50%左右,对大规模电力系统的潮流计算极为有利.     

具有隐式效果的显式迭代积分法应用探析

结合显式法与隐式法的特点,将迭代法网络求解方法与显式迭代方法结合起来,提出了具有隐式效果的显式迭代数值积分方法。该方法显著地改善了目前工业界常用的隐式积分法的速度,但其精度与隐式积分法相同。实际大规模系统仿真表明,该方法显著改善了隐式积分法的速度,在程序设计上具有很好的可扩充性与灵活性,具有工程应用前景。     

数字式有源电力滤波技术中谐波电流补偿分量的检测

为提高有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)的补偿性能,以理想传输量分离法为理论基础,提出了一种基于现场可编程逻辑阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)器件和快速模/数转换(A/D)的数字式有源电力滤波技术中谐波电流补偿分量的检测方法。该方法通过配置FPGA器件的时钟、逻辑运算电路以及静态存储器来实现A/D转换控制以及补偿分量的计算。与常规的基于数字信号处理程序的检测方法相比,该方法有效地利用了FPGA器件的并行运算以及近似布线逻辑的电路特点,提高了APF的抗干扰能力及补偿性能。仿真和实验结果表明,采用该检测方法的APF具有更好的实时性、准确性和抗干扰能力。     

基于瞬时无功功率理论的谐波检测新方法

介绍了几种基于瞬时无功功率及谐波检测理论新方法的基本原理及其各自的优、缺点,其中改进算法本身包括加PI调节器、并行检测方式、加时间延迟角、优化滤波器设计、重采样法等多种方法;与其它检测法混合使用的新方法包括在算法中引入神经网络控制方式处理锯齿波抖动,引入平均功率理论减少复杂的矢量变换,并讨论了瞬时无功理论用于单相电路谐波治理的情况。     

预条件处理CG法大规模电力系统潮流计算

研究了预条件处理的CG(ConjugateGradient)法求解大规模电力系统潮流方程的问题。采用预处理CG法代替传统的LU直接法对高维稀疏潮流方程进行求解,详细比较各种预条件处理技术对CG法潮流方程求解的效果,提出一种新的节点优化排序的IncompleteCholesky预处理方法,实验分析证明它是CG法快速求解潮流的一种十分有效的预处理方法。对IEEE-30、IEEE-118和多个合成的大规模电力系统进行潮流计算,结果表明:这种预处理方法比其它预处理方法需要更少的迭代次数和浮点运算次数,对超大规模电力系统潮流问题也比传统LU直接法更具速度和存储优势。在电力系统互联程度不断增加使其潮流计算面临大规模甚至超大规模计算压力时,该方法能够成为传统方法的一个替代。     

谐波及无功电流的直接检测方法

摘要：分析了现有的谐波及无功电流检测方法，提出了一种快速的谐波及无功电流直接检测新方法。该直接检测方法引入比例微分环节（PD）作为负反馈，可以补偿滤波环节的延时，显著提高动态响应速度，并具有较好的检测精度。当电网电压不对称时该方法同样适用。最后，通过MATLAB仿真，验证了快速直接检测方法的有效性。