提高风力发电机组电控系统电能质量的配电设计方案

现代大功率风力发电机组中,由于采用PWM控制方式的全功率变流器的应用,机组电控系统的400V交流电压会含有一定的与变流器网侧逆变器开关频率相关的高次谐波。而随着现代风力发电机组容量增加和技术发展,电控系统中会采用类似通用变频器之类的电源输入端带电容元件的设备,这些电容可能与控制变压器的漏感以及配电线路的电缆自感组成在谐振频率在逆变电路开关频率附近的谐振电路,使得高次谐波进一步放大,电控系统的配电电能质量恶化。本文提出了一种配电设计方案,能够有效地滤除电控系统的控制变压器的400V交流电源中的高次谐波,提高配电电能质量,从而提高电控系统中设备的寿命和可靠性。现场应用数据验证了该方案的有效性。     

铁磁谐振故障实例分析及防范措施

对西村热电厂谐振实例进行了分析,论述了铁磁谐振产生的原因及分类,提出了消除铁磁谐振尤其是分频谐振产生的具体措施,对现阶段存在的问题提出对策。     

电子镇流器谐振型负载电路的研究

谐振电路的分析、计算往往因输入信号中谐波含量过大而难以精确进行。本文对电子镇流器负载谐振电路进行了理论分析 ,提出针对电子镇流器负载谐振电路的二阶段分析方法。在此基础上提出串并联负载谐振电路分析和参数的计算方法 ,并通过仿真分析和实验证明了其有效性     

一种谐振DC环逆变器损耗分析及参数选择

对硬开关逆变器无吸收回路的开关器件的开关损耗进行了分析和等效计算。在分析一种低脉动输出电压的谐振DC环逆变器原理的基础上 ,对谐振环的谐振阶段的损耗进行了分析与近似计算。同时就谐振环最小损耗的原理提出了电感、电容参数选择的方法。     

配电网铁磁谐振过电压研究

对配电网铁磁谐振产生的原因进行了分析,并通过PSpice仿真平台建立了典型案例模型,对铁磁谐振的影响进行了仿真,得出了故障波形。为了预防和消除配电网谐振过电压,提出不同措施,通过仿真分析对主要措施的可行性进行了论证,最后提出1种可以安全、可靠地应用于配电网的综合消谐方案。     

一种新型高次模铁氧体移相器原理与设计

所讨论的TE01模铁氧体移相器是一种将圆波导TE01模模式特性与铁氧体非互易特性相结合,创新性提出的新型铁氧体移相器。该移相器主要针对毫米波常规铁氧体器件样品尺寸过小难以加工、高频高功率真空器件高次模输出缺少相应的无源器件实现馈线功能等现实技术需求而提出。在对器件的移相特性、传输匹配、高次模抑制及材料加工等诸多环节进行仿真分析、工艺探索等研究后,最终制作了样品,并对其进行了测试,样品在33~34GHz频率范围内移相量达到190°,证明了在高次模传输条件下构造铁氧体移相器的可行性。     

介质阻挡放电电源的谐振逆变器的似谐振现象

基于谐波分析的方法,对似谐振现象的产生原因进行了分析,同时进行了实验研究,验证了似谐振现象的存在。提出了电源的逆变电路进行开关频率的自动跟踪时,避免电路进入似谐振状态而工作于谐振状态的方法。     

电压互感器谐振过电压分析及预防措施

对电磁式电压互感器引起铁磁谐振的原理进行了分析,对电力系统中发生谐振的分类做了介绍,并将各种谐振对电力系统运行中造成的危害做了阐述。最后,就如何有效预防PT引起铁磁谐振提出了一些限制性措施。     

电压互感器铁心饱和引起铁磁谐振的防治措施

对中性点绝缘的配电系统中电压互感器引起的铁磁谐振现象进行了论述,分析了谐振产生的原因,比较了不同的互感器特性所产生的铁磁谐振的特点与规律,对常用的消除谐振的措施加以对比,提出了防止铁磁谐振的建议.     

非有效接地系统中电压互感器防谐振措施研究

铁磁谐振是非有效接地系统中常见的一种现象。HAROLD A. PETERSON建立了铁磁谐振的经典研究模型。本文阐述了谐振产生的机理,对西安电网07年上半年的谐振进行了统计分析,应用PETERSON铁磁谐振经典模型对电压互感器的各种防铁磁谐振措施的原理和其优缺点进行了分析,并对西安电网的此类问题提出了解决方法。     

基于变分模态分解和分位数卷积-循环神经网络的短期风功率预测

由于风力发电的随机性和间歇性,风功率预测不仅需要准确的点预测,而且需要可靠的区间预测和概率预测来量化风功率的不确定性。提出了一种基于变分模态分解（variational mode decomposition,VMD）和分位数卷积-循环神经网络的风功率概率预测模型。首先,使用VMD技术将原始风功率数据序列分解为一系列特征互异的模态分量,再通过卷积神经网络（convolutional neural network,CNN）提取反映各模态分量动态变化的高阶特征。然后,基于提取的高阶特征进行分位数回归建模,采用长短期记忆（long short-term memory,LSTM）循环神经网络预测未来任意时刻不同分位数条件下的风功率值。最后,利用核密度估计（kernel density estimation,KDE）得到风功率概率密度曲线。以中国某风电场数据作为算例测试,证明了所提出模型的有效性。     

消除高次谐波对电网的影响

针对目前一些大工厂高压用户 ,特别是使用直流电机的轧钢企业 ,通过可控硅整流设备整流后 ,由于整流脉冲周期性关断和导通的特性 ,对于 6脉冲整流回路 ,产生 6 n± 1 (n=1 ,2…… )次高次谐波。这些高次谐波电流流向电网 ,会严重的影响电网的质量。如果我们合理的设计选择交流滤波装置 ,就可以很好地滤掉高次谐波电压 ,以减少对电力网的影响 ,提高功率因数 ,降低谐波损耗。     

双馈发电机网侧PWM高阶滑模控制研究

针对双馈发电机的参数变化及外部扰动对网侧PWM的影响的问题,传统PI调节在响应速度,控制精度上表现并不令人满意。由于滑模变结构控制对外部干扰及内部参数变化鲁棒性强,文章提出采用高阶滑模变结构控制网侧PWM对PI控制器进行改进。首先介绍了双馈发电机网侧PWM部分的数学模型,提出高阶滑模变结构策略对其控制。仿真结果可以得出,与PI控制器相比,高阶滑模控制器在应对外部干扰及内部参数变化时能够快速调节直流母线电压,表现出优良的动态特性。     

非匹配不确定多变量系统高阶终端滑模控制

针对一类具有非匹配不确定性的多变量系统,提出了一种递阶结构的高阶终端滑模控制方法.将多变量系统变换为解耦块能控标准型.采用非奇异终端滑模,结合微分估计器,设计高阶滑模控制策略,使输入输出子系统的状态在有限时间内收敛至平衡点,内部子系统的状态收敛至平衡点的邻域内.所提方法可以简化系统结构,消除控制抖振,通过控制器参数和非匹配扰动的上界可以估计系统状态的收敛范围.仿真结果验证了该方法的有效性.     

双馈风电机组的非线性变结构功率解耦控制

双馈异步电机的传统矢量控制中,其转子侧的反电动势引起的电压交叉耦合补偿项会使控制器无法实现对系统有功无功的完全解耦控制,且传统矢量控制过于依赖电机参数,导致其控制性能对电机参数变动和外界扰动比较敏感。为此,采用精确线性化理论的解耦控制方法,以更准确地反映双馈异步电机的时变强耦合的高阶非线性系统特性;又考虑到双馈异步风力发电机组运行于风速不可控且随机性较强的环境中,而传统PI控制器的调节过程相对滞后且超调量较大,影响动态响应特性,所以采用动态响应特性较好且对外界干扰和参数摄动具鲁棒性的滑模变结构控制理论来设计控制器。仿真结果表明,所提解耦控制方法可以实现定子有功无功的完全解耦和鲁棒控制,且控制器有良好的动态调节性能。     

电网电压前馈对柔性直流输电在弱电网下的稳定性影响

以中国南方电网鲁西背靠背异步联网的柔性直流输电工程为背景,介绍了2017年4月10日在鲁西站广西侧发生高频谐波谐振的事件情况,对事件中谐波放大机制及其影响的关键环节进行了详细分析和仿真验证,得到了高频谐波谐振现象与柔性直流电网电压前馈控制采样环节、系统谐波阻抗之间的关系,推导了电压前馈控制参数、系统谐波阻抗与高频谐波谐振频率幅值之间的公式,并提出了在电压前馈环节合理设计滤波器来解决高频谐波谐振问题的措施,经仿真验证和现场实施验证了所提解决方案的有效性。     

永磁同步电动机的无抖振滑模控制系统设计

针对永磁同步电动机位置伺服系统,基于同步旋转坐标系下永磁同步电动机精确的数学模型,利用矢量控制技术,设计了位置/电流双闭环解耦控制结构,以实现转矩线性化控制,简化控制器设计.结合高阶滑模和非奇异终端滑模的控制思想,利用鲁棒微分估计器技术,分别提出了位置环和电流环的高阶非奇异终端滑模控制方案,在保证控制系统全局非奇异和稳定性情况下,可消除控制信号的高频抖振,提高系统的动态响应速度和控制精度,实现系统强无抖振的滑模控制.提出一种自适应负载转矩估计方法,解决了未知负载扰动系统的鲁棒控制问题.仿真结果证明所提控制方法的有效性和可行性.     

基于瞬时无功功率理论的高次谐波电流检测方法研究

本文首先介绍了传统的ip-iq谐波检测方法原理,经过对其进行分析研究,提出了一种用于高次谐波电流检测的改进ip-iq检测方法。该方法是基于瞬时无功功率理论,在传统ip-iq检测方法中补加上一个负序分量检测环节,实现同时对高次谐波电流的正序分量和负序分量的分解检测,最终实现对高次谐波电流的测取。并使用Matalab软件进行了仿真,结果证明了改进的ip-iq方法对高次谐波电流检测的可靠性及相应的实用特点。     

基于反电动势滑模观测器的异步电机矢量控制

为提高异步电机无速度传感器控制参数鲁棒性,同时减小滑模抖振,研究了一种基于反电动势高阶滑模观测器的异步电机速度观测和矢量定向方案。在对异步电机数学模型变换的基础上,通过非奇异终端滑模观测器的设计,实现了对反电动势的准确观测。据此设计了转速适应率,实现了转速观测,并由反电动势和转子磁链之间的故有相位关系,实现了转子磁场的直接定向。该方案的突出优势在于其较强的参数鲁棒性:一方面,其矢量定向的准确性不受转子电阻这一易变参数的影响;另一方面,转子电阻的变化对速度观测精确度的影响较小。同时高阶滑模观测器的设计有效地抑制了滑模抖振,提高了观测精确度。仿真结果验证了该方案的有效性,展示了其较强的参数鲁棒性。     

一种改进的有源滤波器电流跟踪控制策略

针对电力有源滤波器传统双滞环控制策略在电流误差超出外环的情况下补偿电流不能及时跟踪指令电流的问题,提出了一种电压空间矢量双滞环电流跟踪控制的新方法。该方法通过使用模糊控制器在线动态调节外环滞环比较器的环宽,从而达到有效降低高次谐波分量的目的。该控制策略相比于传统双滞环控制策略,在有效降低高次谐波分量的同时,降低了开关损耗,提高了跟踪精度,增强了鲁棒性,改善了滤波器的性能。仿真结果证明了其可行性和有效性。