具有滤波与能量回馈双功能的电力变换器研究

研究了一种具有滤波与能量回馈双功能的电梯能量回馈器.当电梯处于能量再生状态运行时,回馈器将能量回馈到电网:当电梯处于非能量再生状运行态时,为提高设备利用率.使回馈器运行在有源电力滤波状态.以并联型有源电力滤波器为对象.对其拓扑结构、补偿分量的检测算法、控制策略等问题作了系统研究.实验结果表明,该回馈器工作稳定可靠.具有良好的动静态性能.仿真结果表明,该回馈器能准确补偿谐波电流和无功功率,动态响应速度快.     

共直流母线能量回馈系统在起重机上的应用与分析

针对起重机机构的电动机所传动的位能负载下放时,或电机处于再生发电状态,所产生的再生能量通过外接制动电阻消耗掉,造成能量浪费的问题,本文提出了一种将公共直流母线能量回馈式变频调速系统技术并将其应用于起重机,将各机构产生的再生能量通过有源逆变装置回馈到电网,解决了能量的浪费问题,且对电网无污染,提高了调速系统的控制性能.     

基于APF的城市轨道交通再生能源利用及谐波治理研究

针对轨道交通的制动再生电能,详述了制动能量的各种处理方法及其优缺点,指出了制动能量再生电能的意义;同时针对轨道交通供电的特点,指出了谐波对轨道交通供电系统和相连的电网系统的危害,提出利用有源电力滤波加以处理的方案。基于以上认识,利用瞬时无功控制算法理论,结合有源电力滤波设备,对二者进行综合控制策略研究,以实现谐波、无功补偿和制动再生电能的利用双重目的,并指出了这一系统的优点。     

基于改进型幅相控制的单位功率因数电梯能量回馈器研究

本文针对普通电梯变频器不能回馈再生能量的缺点,研制了一台基于幅相控制的15kW外挂式电梯能量回馈器样机,实现了单位功率因数能量回馈和直流母线电压可控.在此基础上,根据电梯起停频繁的特点,利用直流母线电压变化率推导出起动时刻理想初始参数和在输入功率变化时的前馈调节量,提高了系统的快速性.通过在上海三菱电梯有限公司现场实测表明,该回馈器工作稳定可靠,具有良好的动、静态性能.     

适用于多组变频器综合补偿控制系统的研究

目前通用变频器再生制动能量无法回收利用,主要通过电阻以热能形式耗散。为此本文研究了一种适用于多组通用变频器并联的综合补偿装置,实现将再生制动能量回馈电网,同时对变频器前端不可控整流进行有源滤波和无功补偿,达到了降低网侧电流谐波含量和系统单位功率因数运行的目的。针对三相瞬时无功ip-iq谐波检测方法中低通滤波器（LPF）的不足,提出了使用移动平均滤波器（MVA）代替LPF,提高了谐波检测的实时性。利用回馈电流前馈控制．使网侧电力变换器在变频器回馈能量时,保持直流电压恒定,增强了系统的动态响应和抗扰动性能。通过仿真模拟验证了该系统控制算法的正确性和实际可行性。     

适用于多组变频器综合补偿控制系统的研究

目前通用变频器再生制动能量无法回收利用,主要通过电阻以热能形式耗散。为此本文研究了一种适用于多组通用变频器并联的综合补偿装置,实现将再生制动能量回馈电网,同时对变频器前端不可控整流进行有源滤波和无功补偿,达到了降低网侧电流谐波含量和系统单位功率因数运行的目的。针对三相瞬时无功i_p-i_q。谐波检测方法中低通滤波器(LPF)的不足,提出了使用移动平均滤波器(MVA)代替LPF,提高了谐波检测的实时性。利用回馈电流前馈控制,使网侧电力变换器在变频器回馈能量时,保持直流电压恒定,增强了系统的动态响应和抗扰动性能。通过仿真模拟验证了该系统控制算法的正确性和实际可行性。     

永磁同步电动机能量回馈机理分析与研究

为有效回收永磁同步电动机制动运行状态产生的再生能量,实现电机节能运行,在分析三相半桥结构PMSM驱动系统能量再生三种状态的基础上,提出采用三相PWM整流器作为整流前端,当电机处于能量再生状态控制PWM整流器以馈电方式处理再生能量,实现能量快速双向流动;设计并实现了基于DSP的电压环控制系统.实验结果表明,该方案将再生能量回馈电网,并可有效抑制母线电压波动,具有优越的动态响应性能.     

变频驱动异步电机再生制动及馈电技术

针对通用变频器不能直接用于快速启动、制动和频繁正反转调速场合问题，探讨了变频调速系统中的再生能量产生机理，尤其是对再生能量回馈状态下惯性体的运动能量、有源逆变回馈能量、制动转矩进行了定量分析，揭示了各物理量之间的关系，设计了一种通用变频器能量回馈控制系统。实验表明，该系统馈送电流谐渡小，功率因数高，能够有效地实现能量回收和精确制动；该系统使得变频器可以实现四象限运行，节能效果明显。     

介绍电压源型变频器能量回馈控制技术的两个方案

通用变频器能量回馈PWM控制系统是一种采用有源逆变方式把电动机减速制动时产生的再生能量回馈电网的装置。它可以克服通用变频器传统制动电阻方式低效、难以满足快速制动和频繁正反转的不足,使通用变频器可在四象限运行。本文首先回顾了变频调速能量回馈控制技术的发展历史及现状,并介绍了常见的两个方案。     

有源滤波无功补偿装置

介绍了有源电力滤波装置的发展历史及现状,几种常见的系统构成和每种结构滤波装置的基本原理。通过分析滤波器补偿不同类型谐波源时的等效电路,说明了并联型和串联型有源电力滤波装置各自的补偿特性。谐波和无功功率的产生及危害,串并联有源滤波补偿装置的特点及抑制谐波补偿无功功率的优缺点。     

有源光电式互感器工作电源设计

介绍了一种适用于有源光电式互感器的悬浮式直流电源的设计原理。通过选择合适的工作点、采用增加补偿线圈改善原方激磁电流对电源变压器二次侧感应电压影响的方法，研制出一种适用于传感器高压回路信号处理的电源样机。大量实验表明：该电源具有工作动态范围宽、输出功率大的特点．完全满足有源光电式互感器高压侧对信号处理工作电源的要求。     

Application issues of active power filters

In this article, common nonlinear loads have been characterized into two types of harmonic sources, current-source type of harmonic source and voltage-source type of harmonic source. Compensation characteristics of both parallel active filters and series active filters have been discussed analytically and experimentally for these two types of harmonic sources. The corresponding required operation conditions, features, application issues, and adaptive harmonic sources of both filters have been presented. The fact that the traditional active filter, the parallel active filter, is not a panacea to harmonic compensation, and that one cannot use it blindly, has been clearly addressed. The parallel active filter will increase harmonic current and may cause overcurrent of the load when the load is a harmonic voltage source. Instead, it has been verified that the series active filter is better suited for compensation of a harmonic voltage source such as a diode rectifier with smoothing DC capacitor. The conclusions of this article also imply that when a parallel active filter is installed in a power system network such as at a point of common coupling, the network impedance and main harmonic sources downstream from the installation point should be investigated in order to get good performance and to minimize influence to the loads downstream. In some cases, a combined system of parallel active filter and series active filter may be necessary by utilizing the harmonic isolation function of the series active filters. No doubt active filters are superior to passive filters if used in their niche applications     

基于状态空间法的三相逆变器建模

提出将功率开关器件理想化,使用状态空间法对滤波及负载环节建模,采用Matlab/Simulink软件进行仿真验证.结果表明,逆变器的输出电压、电流波形与理论分析结果一致,证明了使用状态空间法对滤波及负载环节建模方法的正确性.     

微电网储能单元与有源电力滤波器的组合研究

为了提高微电网电能质量以及运行的可靠性,提出将微电网储能单元与有源电力滤波器进行组合。利用微电网储能单元与有源电力滤波器主电路结构相似、功能互补的特点,将二者组合,从而实现“一机多能”,节约投资成本。分析组合装置的结构特点,给出组合原理,建立组合系统的整体动态数学模型,应用空间矢量控制策略,有效提高控制精度和响应速度。仿真和实验结果表明,该装置能够达到调节微电网的有功和无功功率、抑制谐波的目的,验证了组合装置的合理性和有效性。     

Compensation characteristics of shunt active and series active power filters

Active power filters have been used in practice to suppress the harmonic interference in power systems. To compensate for harmonic currents of loads, active power filters usually are connected to power systems in parallel with the loads. These filters, which are called shunt active filters here, are very effective for loads that can be considered as current sources, such as thyristor rectifiers with large dc reactances. Many papers have covered the shunt active filters applied to these current-source loads, however, none has discussed characteristics of the shunt active filters when they are applied to voltage-source loads. On the other hand, since more and more diode rectifiers with capacitive dc filters have recently been used, harmonics generated by them have become an issue. The diode rectifier with capacitive dc filters behaves as a voltage source rather than a current source. When a shunt active filter is applied to such a diode rectifier, the current injected from the shunt active filter may flow into the diode rectifier. As a result, harmonics of the source current cannot be reduced effectively, and harmonic current flowing into the diode rectifier increases greatly. This paper presents the aforementioned problem of shunt active filters analytically and experimentally. Then a series active filter is proposed to suppress the harmonic current of the diode rectifiers. The features, operating conditions, and considerations of shunt active filters and series active filters are described analytically and demonstrated experimentally. Taking a diode rectifier with capacitive dc filter as a typical voltage-source load, compensation characteristics of shunt active filters and series active filters are discussed by experiment and simulation. The validity of the series active filters is illustrated experimentally.     

一种新型电力系统稳定控制装置

提出了一种新型FACTS装置——多功能柔性功率调节器(FPC),它将飞轮储能技术和传统的同步调相技术有机地结合在一起,同时采用交流励磁和矢量控制等先进技术进行控制。这种装置具有储能、发电、调相等多种功能,将其用于电力系统的稳定性控制,可实现动态有功功率和无功功率同时双向大范围的快速调节,具有增强电力系统稳定性的能力。详细论述了柔性功率调节器的工作原理,建立了装置的稳态等值电路模型,分析了装置在不同运行方式下的功率传递关系。同时,还介绍了FPC的一个主要组成部分——基于SPWM的双VSC变频控制器以及三相SVC的矢量控制原理。用数字仿真的方法研究了FPC与电网进行四象限功率交换的特性。最后,用一个单机无穷大系统,通过仿真分析,验证了FPC所具有的巨大的稳定电力系统的能力。     

电力系统应急通信电源装置的研制

为提高通信设备应急保电工作的效率,保障各变电站及各县、市供电局通信设备后备电源供电可靠性,针对通信保电工作模式存在的问题,研制了电力系统应急通信电源装置。并对装置进行了性能测试。应用结果表明：该装置有效地解决了应急通信设备保电工作中设备接线速度慢,可靠性、稳定性差的问题,简化了应急保电工作步骤,便于应急保电工作人员操作。     

两种新颖的准谐振型电流陡脉冲整形电路

为了减小瞬变电磁发射机电流脉冲关断延时、提高下降沿线性度、改善电流正负下降沿波形一致性，提出耗能型、馈能型两种准谐振型电流陡脉冲整形电路。推导关断延时、下降沿线性度与整形电路元件参数、供电电压、电压应力的关系，提出电路参数优化计算数学模型。通过与RCD电路的对比分析、软件仿真和实验，结果表明两种整形电路关断延时小，线性度较好，电流无过冲现象，并具有与供电电压无关的特性。其中馈能型整形电路具有上升沿提升能力，耗能型整形电路具有关断延时更小的特点，适合大电感负载情况下产生稳定的、精准的电流陡脉冲，目前耗能型整形电路已在瞬变电磁发射机中得到成功应用。     

基于UCC2891D的有源箝位正激DC-DC变换器设计

某装置的自动装载机故障检测仪中,采用了能馈式模拟负载系统,模拟自动装载机主要执行部件的工作特征.在模拟负载系统设计中,采用了基于UCC2891D的有源箝位正激DC-DC变换器.经实际使用证明,整个检测系统降低了维修检测成本,简化了操作程序,提高了维修效率,具有一定的实用价值.     

模块化多电平换流器型直流输电系统的启停控制

介绍了模块化多电平换流器型直流输电系统(modularmultilevel converter based high voltage direct current system,MMC-HVDC)的起停控制策略。启动分为不控启动阶段和可控启动阶段,对不控启动阶段模块化多电平换流器(modularmultilevel converter,MMC)的等效电路进行数学建模,得出了限流电阻与最大充电电流之间的数学关系,为限流电阻的选取提供了理论基础。停机分为能量反馈阶段和放电阶段,能量反馈阶段将MMC各子模块电容存储的能量部分反馈回电网,充分利用了MMC子模块储能的优势,提高了能量的利用率。放电阶段,通过一定的触发方式,逐步将能量耗散掉,该方法有效地降低了放电电阻的功率、阻值和耐压水平。最后,对建立的两端有源网络的MMC-HVDC系统进行了数字仿真,仿真结果验证了该启停控制策略的有效性。