单周控制的直流侧有源电力滤波器及其补偿特性研究

针对整流桥谐波源负载,笔者通过对其电压型谐波源和电流型谐波源的谐波特性分析,指出DC侧并联型APF补偿电压型谐波源的不足,进而研究其对偶拓扑结构——DC侧串联型APF。对两种DC侧APF进行了单周控制理论实现和补偿特性效果比较。结果表明:DC侧并联型APF适合补偿电流型谐波源,DC侧串联型APF更适合补偿电压型谐波源,从而验证了理论分析与单周控制实现的正确性。     

补偿电压型谐波源的混合型APF研究

串联型APF适合于补偿电压型谐波源,但其变压器体积大、绝缘水平高,且控制增益的最优值选择困难。为补偿电压型谐波源,本文提出了一种由并联型APF和电感电容构成的混合型APF。其中电感电容串联在电网与谐波源之间并谐振于工频,实现了对基波电流的无衰减传播和对谐波电流的高阻抗隔离;进入电网的残余谐波电流以及由于参数波动引起的基波电流损失由并联型APF补偿。理论分析与仿真结果表明：该混合型APF的控制方式简单,经济性和补偿效果均好于串联型APF,应用前景广阔。     

电压型谐波源与串联型有源电力滤波器

分析了直流侧电感和电容滤波的整流器的谐波特性 ,进而把它们分为电流和电压型谐波源。说明了串联型有源电力滤波器适合补偿电压型谐波源的原因。提出了一种新的检测负载电压控制方法 ,它通过直接检测负载电压来为串联型有源电力滤波器提供参考电压 ,从而改善了其谐波补偿特性。为说明串联型有源电力滤波器补偿电压型谐波源的有效性和比较不同的控制方法 ,进行了实验研究。     

不同类型谐波源综合补偿的串联混合型APF设计

为了实现对电网中非线性负载产生的不同类型谐波的综合治理,提出了一种新型串联混合型有源电力滤波器(APF)。所提出的滤波器不仅能单独治理电流型、电压型谐波源,而且能实现对电流型和电压型谐波源的综合治理,并能有效抑制电网谐波串、并联谐振。提出了一种基于变压器基波磁通补偿的串联型APF的电流比例—积分无静差控制策略。采用输入、输出阻抗传递函数法的分析结果表明,所提出的串联混合型APF具有很好的谐波谐振抑制特性。对该滤波器综合治理不同类型谐波源的情况进行了仿真和实验研究,结果表明,所提出的串联混合型APF具有很好的补偿效果。     

氰化车间电能质量问题分析与治理

氰化车间负载多为直流侧含有滤波电容的整流电路的非线性负载，如变频器等具有电压源特性的负载，属于电压型谐波源。变频机由于自身的工作特性造成日益严重的谐波污染问题，严重影响了电网的电能质量。无源电力滤波器因其结构简单、设备投资少、可靠性高、补偿容量大、既可以滤除谐波又可以补偿无功，成为目前电力系统中最经济可靠的电压型谐波源谐波治理及无功补偿设备。本文对某氰化车间电压型谐波源负载进行分析，并对无源电力滤波器投入前后效果进行对比，分析无源电力滤波器在电压源型负载谐波治理上的特点及优势。     

主动配电网谐波预测预警方法的研究

提出了一种用于主动配电网谐波预测预警的方法。基于随机求和原理考虑间歇式能源投入或切出主动配电网后引起的谐波变化,对间歇式能源并网或脱网后主动配电网的谐波进行预测,作为主动配电网协调控制新能源的依据。考虑间歇式能源投入主动配电网后引起的谐波变化较大,采用云模型对谐波电流建模,利用云模型的熵来衡量正常运行方式时谐波电流的波动范围,从而确定出间歇式能源并网前后谐波电流的异常阈值。将实测数据与谐波异常阈值比较,可判断谐波电流是否异常,从而实现谐波电流预警。仿真和工程算例验证了该方法的实用性和有效性。     

谐波源与有源电力滤波器的补偿特性

通过分析电网中的典型谐波源,说明了整流器直流侧电感或电容滤波时,其特性类似谐波电流源或电压源。在探讨并联型和串联型APF工作原理的基础上,研究了它们对不同谐波源的补偿特性。从而说明对电流型或电压型谐波源进行谐波补偿,应该分别使用并联型或串联型APF。否则,不能起良好的补偿效果。     

并联型APF在容性非线性负载中应用

在分析大电容滤波整流负载线电流谐波特性的基础上,揭示了并联型有源电力滤波器(SAPF)不适合补偿电压型谐波源的原因,运用间歇谐振机理阐明了SAPF补偿电压型谐波时,负载电流峰值变大的原因.提出了2类解决方法:对原需滤波系统进行改造,改变原系统的谐振频率范围;或者对SAPF进行改进,变原来的宽带补偿为有限带宽补偿,有选择谐波次数的补偿.采用所提方法后,SAPF运行在含有容性非线性负载场合时,可以有效地保证负载交流侧电流峰值不增大,同时有效地抑制电网中的谐波电流.仿真结果证明了所提方法的正确性和可行性.     

用户层多谐波源的责任区分方法

为了区分公共耦合点处的用户谐波责任,论文提出了一种基于非正弦功率分解的谐波辨识方法。在分析用户谐波传播机理的基础上,以系统畸变电压为基,对馈线电流进行正交分解。引入非谐波电压、非谐波电流及谐波电流的概念,以此为基础计算负载线性度,实现用户层的谐波定位。采用多端口网络理论建立多谐波源的网络方程,以独立分量分析法对馈线谐波电流进行解耦。在不求解网络谐波参数和谐波源特性未知的情况下,以负熵为目标函数,通过分离观测量还原出用户发射的原始谐波电流,实现谐波责任量化。仿真算例验证了该方法的有效性,可实现谐波源定位、谐波全电流计算,是对用户层谐波责任估计的有益探索。     

脉冲宽度调制驱动装置：电力系统中的电压型谐波源

现在用脉冲宽度调制逆变器驱动电动机已是较常见的了，本用电路分析、物理测量及数字仿真研究了脉冲宽度调制驱动装置在电力系统产生谐波的机理。结果表明，它的特性不同于一般的非经性负荷，可以更为准确的描述它为于个电压型谐波源而不是电流型谐源，这对谐波水平的评估和滤波器的设计是很有帮助作用的。本提出了一个调节函数模型，只有当有限的设计数据可利用时，该模型可用于评估脉宽调制驱动装置对系统的冲击。     

谐波源辨识研究的现状和发展

针对电网中正确的辨识和定位谐波源,并确定公共联接点处系统侧与用户侧的谐波责任这一电能质量研究的基础问题,介绍了谐波源的性质及其建模,叙述了谐波源辨识问题的研究现状,讨论了各种识别谐波源以及定量确定谐波责任的理论和技术方法,分析了其发展方向,提出建立一种激励机制下的谐波管理标准来治理谐波污染的必要性,并指出了该方面有待解决的问题.     

用户侧谐波源对PCC谐波水平的影响与区分

按照谐波源定位理论判断的结果,主要谐波源消失后反而可能加剧公共耦合点(PCC)处的谐波水平。从用户侧谐波源对PCC谐波电压、谐波电流的影响着手,提出了助增/助减谐波源的概念,并定义了区分助增/助减谐波源的综合判据,通过算例和IEEE测试系统进行了计算和仿真。所提出的助增/助减谐波源的概念和综合判据弥补了目前谐波定位理论的不足,对谐波治理方案的制订具有重要意义。     

临界阻抗法在配电网谐波源探测中的应用

在利用临界阻抗法进行谐波源探测的理论研究的基础上,从电网的实际运行情况出发,着重进行临界阻抗法在配电网中的应用研究.分析了两端源网络谐波阻抗的极性和取值范围与主谐波源的关系.考虑到实际公共耦合点两侧等效阻抗的相角大多不同,采用了牛顿迭代法对临界阻抗进行修正.仿真试验表明修正后的临界阻抗法能够准确识别主谐波源,适于实际应用.     

非线性度法在配电网谐波源探测中的应用

针对用户负荷的非线性度与其谐波发射水平呈正比关系的特点,从谐波产生的角度出发克服系统侧背景谐波干扰,提出了一种基于单相和三相不平衡负荷的非线性度NLD（Non-linearity Degree）探测配电网中谐波源的新方法。基于用户负荷的时域等值模型,对实际测量到公共连接点处PCC（point of common coupling）电压和电流值经傅立叶变换消除噪声影响后,用对称分量法分解出各序分量,对各序分量求取非线性度,根据负荷总非线性度辨识出配电网中谐波源。通过对实际工程验证,证明了该方法的有效性和准确     

基于谐波功率法的污染责任分摊

综述了谐波源定向方面的研究成果,研究了谐波电压和谐波电流两个指标进行谐波污染责任分摊时存在的局限性,并综合考虑电流和电压对污染责任的影响,提出了基于谐波功率法的责任分摊方法。在理论上证明了谐波功率法的合理性,进而推广到多谐波源系统中。仿真分析验证了谐波功率法进行谐波污染源责任分摊的正确性。     

基于两电平电压源型换流器的直流微网交直流侧接地方式

随着分布式能源、直流负荷、变频负荷及电压敏感负荷的快速发展,直流微网将在未来电网中得到广泛应用。现阶段直流微网的接地设计尚无统一规范,国内各示范工程采用的接地方式也各有所异。本文针对基于两电平电压源型换流器的直流微网,从交直流侧谐波的角度分析了各种接地方式的利弊,推荐交流侧采用换流器LCL滤波器的滤波电容中性点接地方式,直流侧采用直流电容中性点接地方式。实际工程中接地方式的选取需考虑多个方面的因素,因此本文结论不可作为直流微网接地设计的评判标准,但可为设计人员提供参考。     

基于最小二乘支持向量机的谐波源建模

综述了现有的各种谐波源模型,提出一种基于最小二乘支持向量机的谐波源建模新方法,以供电端基波电压和负荷特征参数作为输入、各次谐波电流的幅值和相角作为输出进行训练,建立模型。算例计算表明,模型输出谐波电流与实际仿真结果基本一致,使用上述方法建立模型速度快、精度高,是一种有效的谐波源建模方法。     

谐波产生的原因及其治理措施概述

指出随着电力工业的迅猛发展,电能质量引发的相关问题日益引起人们的重视,研究有关电能质量中谐波的成因以及抑制措施成为电力工作者的重要课题之一,针对电力系统谐波源的分类、产生原因及抑制谐波的措施进行了分析。     

玻璃工厂供电系统设计中的谐波治理

在400 V低压配电系统中随着非线性负载的比例逐渐加大,其负载性质发生深刻变化。即使在三相正弦波形的作用下,三相相线电流发生非正弦畸变从而产生高次谐波电流。着重阐述了孟加拉国NG IL250 t/d浮法玻璃生产线工程中采用调谐滤波装置治理高次谐波技术,使出口电压为400 V的三台容量为1370 kW天然气发电机组和三台1 050 kW柴油机发电机组主接线得以简化,使之节约电力设备一次性投资30%以上,并且在技术上确保供电可靠性和用电质量。     

电力系统谐波影响及消除简单探讨

在有些地区,补偿电容经常无法正常投入使用,产生很多谐波危害,主要分析谐波来源并提出治理谐波的初步建议。