电力电子牵引变压器中单相PWM整流器准PR控制策略

电力电子变压器(Power Electronic Transformer,PET)装备在电力机车中可以满足牵引系统减重、改善电能质量等多种要求。单相脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)整流器作为电力电子牵引变压器的重要组成部分,具有功率因数可控、动态响应较快的优点,但由于输出直流电压的低频波动,使其输入交流电流中产生低次谐波"污染",恶化电能质量。为此,论文为电力机车牵引系统的单相PWM整流器提出一种改进的矢量控制策略,将比例谐振(PR)控制引入电流控制环,并在分析网侧谐波电流产生原因的基础上,将低次谐波抑制功能引入到电流环控制器中,以抑制网侧电流谐波。仿真分析与实验结果验证了所提出控制策略的有效性。     

一种谐波优化的APFC电路分析

为了解决传统平均电流控制策略使APFC电路网侧电流含有大量的低次谐波分量,导致输入电流存在较大失真,使系统的功率因数大幅降低的问题,提出了一种3次谐波补偿策略。基于电路中谐波产生机理,阐述了APFC电路的工作原理。根据调节注入3次谐波电流的幅值与相位,获得最佳抑制谐波效果。最后通过Matlab/Simulink仿真并搭建硬件平台。实验结果表明:采用该策略能够有效消除低次谐波,进一步提高网侧的功率因数,具有较好实用性。     

PWM整流型电动汽车充电机的谐波与超高次谐波分析

随着电动汽车及其充电桩的快速增加,电动汽车充电机将成为电网中一类重要的非线性负荷。新型充电机多采用单位功率因数的PWM整流器,功率因数高,但是会产生40次以上的超高次特征谐波,PWM调制死区的存在也会导致网侧电流出现低次非特征谐波。本文从理论上分析了基于PWM控制的新型充电机的谐波特性,并通过仿真和充电站的实际测试结果证实了新型充电机的谐波频谱特征。     

单相PWM整流器的特定谐波改善控制方法

针对大功率应用场合的单相PWM整流器,为了实现其网侧电流正弦化、减少网侧电流3次谐波含量和提高输入端功率因数,探讨了一种适用于单相PWM整流器的网侧电流3次谐波抑制方法。首先分析了单相PWM整流器的工作原理和网侧电流的3次谐波产生原因,并将该新型谐波抑制方法与常规控制算法进行了对比。计算和仿真实验表明该新型控制算法能够有效抑制网侧电流的3次谐波,并降低总谐波畸变率。     

无桥Boost PFC在UPS中的应用研究

不间断电源(UPS)在生活和工业中应用十分广泛。传统UPS电源输入侧直接接在电网上,输入电流谐波含量高,网侧输入功率因数很低,对电网造成污染。该文提出在UPS的输入侧加入功率因数校正环节,通过无桥Boost PFC对网侧电流进行控制,使网侧电流跟踪电压相位,大大提高网侧输入的功率因数,几乎消除了对电网的谐波污染,达到清洁使用电能的目的。本文详细分析了无桥BoostPFC电路的工作原理,通过Matlab/Simulink进行了系统的仿真,并进行了硬件实验,仿真和实验结果验证了提出方法的正确性和可行性。     

集群LED路灯谐波与超高次谐波的发射特性研究

随着节能降耗的环保政策的快速落实,发光二极管(LED)路灯已经成为低压配电网中一类重要的非线性负荷.LED路灯的驱动电路常采用升压型功率因数校正(Boost-PFC)技术,功率因数高,但是高频率的开关管的通断会产生40次以上的超高次谐波,功率因数校正(PFC)技术调制死区的存在也会导致网侧电流出现低次谐波.从理论上分析了基于Boost-PFC型的集群LED路灯的网侧谐波和超高次谐波特性,并通过仿真和实际测试的结果证明了理论分析的准确性.     

交流传动电力机车网侧电流谐波特性及其抑制方法

与直流传动电力机车的晶闸管相控整流器相比,交流传动电力机车中的网侧PWM整流器具有功率因数高、输入电流正弦化和能力双向流动等优点。为了减小交流传动电力机车对牵引供电网的谐波污染,本文首先分析了网侧单相PWM整流器的工作原理;然后介绍了其控制方法,并在此基础上分析了其网侧电流的低次谐波分布特性;最后给出了基于陷波滤波器的网侧电流低次谐波抑制算法。并将该谐波抑制方法与常规的控制算法进行了对比。计算仿真结果表明：与常规控制算法相比,该谐波抑制算法能够有效的抑制网侧电流的低次谐波。     

风电场风力发电机类型对网侧电能质量特性的影响

为探明不同的风力发电机类型对网侧电能质量的影响特性,从机理上揭示了不同机组类型引起网侧电压偏差、电压波动和谐波等电能质量问题的原理。基于PSCAD/EMTDC分别建立了可投切无功补偿装置的定速风力发电机网侧电能质量特性仿真模型、可实现定功率因数和定无功功率运行的变速风力发电机网侧电能质量特性仿真模型。对网侧电压偏差、电压波动及谐波特性的仿真分析表明:定速风力发电机对网侧电压偏差和电压波动影响显著;变速风力发电机对网侧电压偏差和波动影响较小,但会导致网侧母线谐波污染严重。此分析结果可为风电场电能质量治理和风电场并网区域电网电能质量治理研究提供参考。     

风电场风力发电机类型对网侧电能质量特性的影响

为探明不同的风力发电机类型对网侧电能质量的影响特性,从机理上揭示了不同机组类型引起网侧电压偏差、电压波动和谐波等电能质量问题的原理。基于PSCAD/EMTDC分别建立了可投切无功补偿装置的定速风力发电机网侧电能质量特性仿真模型、可实现定功率因数和定无功功率运行的变速风力发电机网侧电能质量特性仿真模型。对网侧电压偏差、电压波动及谐波特性的仿真分析表明：定速风力发电机对网侧电压偏差和电压波动影响显著;变速风力发电机对网侧电压偏差和波动影响较小,但会导致网侧母线谐波污染严重。此分析结果可为风电场电能质量治理和风电场并网区域电网电能质量治理研究提供参考。     

牵引四象限变流器的预测电流控制

以牵引四象限变流器为研究对象,在分析变流器工作原理的基础上,为提升变流器瞬态响应、降低网侧电流谐波、保证网侧单位功率因数和稳定直流侧电压,对变流器的预测电流控制策略进行了研究与分析。利用MATLAB/Simulink搭建四象限变流器主电路和预测电流控制系统模型,对牵引状态下的网侧电流谐波、网侧功率因数和直流侧电压进行仿真测试。仿真结果表明,在牵引工况下,基于预测电流控制的四象限变流器可以实现网侧电压电流同相、稳定中间直流电压以及降低网侧谐波含量。     

具有谐波抑制功能的电网电能质量最优控制方法

电网运行过程中容易受谐波干扰,造成电压畸变、网损过度.为此,提出具有谐波抑制功能的电网电能质量最优控制方法,优化电网电能质量的同时有效抑制谐波干扰.采用分层控制策略,初级控制采用多目标电压无功谐波优化算法获取电压差异数据、电压不稳定性数据、网络损坏率数据、电网谐波数据优化电网电压输出,同时采用模糊PI控制器完成复合电流...     

新型整流变压器及其滤波系统的运行参数特性分析

新型整流变压器及其滤波系统由网侧、阀侧绕组,独立滤波绕组及与之相连的滤波器组构成,其特殊的滤波支路能够在滤波和无功补偿的同时改善变压器的运行特性。首先推导以谐波抑制因子为表达方式的谐波电流抑制模型以考察谐波传递情况;然后构建网侧绕组电流和负载电流之间的数学关系,藉此研究无功补偿特性,并分析相关的运行参数;之后建立阀侧电压与网侧电压的数学关系,以研究滤波器对阀侧电压的影响。理论分析表明,新型整流变压器及其滤波系统可以有效抑制谐波,降低网侧电流和视在功率,提高网侧功率因数并增加负载电压。实际应用在工业直流供电系统中的新型整流变压器的现场实测结果,验证了理论分析的正确性。该文更全面地揭示了新型整流变压器能改善整流系统的运行特性,所推导的数学模型将为新型整流变压器在降噪节能等方面的进一步研究提供理论依据。     

基于SVPWM的三相混合开关电流型整流器的优化控制策略研究

本文对大功率整流器对电网造成的谐波污染进行了分析,主要介绍了一种新型的混合开关PWM电流型整流器[1]。该混合开关整流器在大功率领域具有显著的电流特性和成本优势,并能有效地抑制网侧的电流谐波。为进一步提高该混合开关电流型整流器的工作频率来减小交流侧和直流侧的滤波器成本和体积,本文提出了一种优化的空间矢量控制策略。最后通过电路仿真以及实验结果来验证该优化的电流型空间矢量控制策略能提高混合开关整流器的工作频率,来提高抑制谐波的能力。     

基于无功功率方向法的主谐波电流来源判别

针对目前谐波电流造成特定线路各元件损耗难以明确其来源的问题,提出一种基于无功功率方向法来判别引起公共连接点（point of common coupling,PCC）处的主谐波电流来源方法。通常情况下,系统侧和用户侧谐波源流过特定线路各元件造成的损耗大小,可由两侧各自贡献的谐波电流大小区分,故以谐波电流指标为判别依据。以电网中谐波阻抗基本性质为基础,结合PCC处谐波电压和电流实测信息,利用基本电路原理和不等式约束条件,在谐波无功功率方向法的思路与判别条件下,推导得出了仅根据谐波电压和电流的相角差,就可直接判别主谐波电流来源的方法。最后,通过多种实际工程场景的实测数据,验证了该方法的有效性,使用中的便捷性反映了该方法在工程实用中的价值。     

并联电容器的谐波放大及对策

并联电容器是目前电网中普遍应用的无功补偿装置，用于提高功率因数，改善电能质量。由于电容器的阻抗呈容性，易与电力系统中的谐波产生相互影响，发生谐波的并联谐振和电容器对谐波电流的谐波放大，造成电容器和电气设备的损坏。通过实例分析了谐波对电容器的危害及并联电容器对谐波放大作用，应合理地配置电容器和电抗器，以避免电气参数匹配发生谐振，控制谐波电流放大。     

主动电力滤波器高性能补偿控制策略分析

天津海河开启桥是一座集机械、液压、电气智能控制及监控、景观与一体的综合性桥梁,它开辟了我国桥梁史的先河,其技术在亚洲乃至世界上都是较先进的。由于该桥供电部分存在非线负载,由此产生大量谐波电流及无功电流,需要主动滤波器滤除谐波,提高功率因数。本文对主动电力滤波器传统电流环PI控制器进行了详细的理论分析,指出了检测负载侧谐波电流的局限性,提出了一种电源侧电流前馈补偿的控制器,克服了检测负载侧谐波电流时传统PI控制器的缺陷,即使负载谐波电流高于主动电力滤波器的容量,也能够无静差输出,理论分析和仿真验证了此种新型控制策略的正确性和有效性。     

基于多层前馈神经网络的并联型电能质量控制器

神经网络用于电力系统电能质量分析和控制是一个新研究领域.快速可靠地提取谐波分量决定着并联型电能质量控制器的整体性能,构造了一种和理论分析相一致的基于反向传播算法的三层前馈神经网络,离线训练收敛后可用来在线检测电力系统谐波电流.系统中逆变器补偿电流的产生对系统的补偿性能至关重要,提出了一种基于神经网络的逆变器瞬时电流PWM控制.并联型电能质量控制器投入系统后电流总畸变率由26.29%下降为5.25%.仿真实例表明,所提并联型电能质量控制器动态响应快,可改善电力系统电流波形畸变,提高电能质量.     

一种适用于高渗透率主动配电网的电能质量调节器

针对高渗透率主动配电网的电能质量扰动问题,提出一种以可调电抗器为基底,结合有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)的新型电能质量治理装置.该装置借助磁链控制原理,向串联型有源滤波器变压器二次侧施加电压改变自身阻抗以对电能质量扰动进行调节,从而达到对电能质量的综合治理.该调节器可以借助自身的结构优势对谐波起隔离作用,结合...     

静止无功发生器的控制策略及仿真分析

随着国家和社会经济的快速发展,配电网负荷变得更具多样性,传统的补偿设备已不能满足用户对电能质量日益增长的需要。针对配电网中存在的无功补偿和谐波抑制问题,本文应用先进的静止无功发生器,采用电流直接控制策略,设计一种基于i_d-i_q法的无功参考电流的检测方法。搭建了MATLAB仿真模型,仿真结果表明,该装置对谐波有良好的抑制效果,提高了系统的功率因数,维持了系统的稳定性。     

多重联结大功率直流电源控制策略研究

大功率直流调速电源为提高功率因数采用顺序控制的多重联结整流器,但浅度控制时谐波较大,给电网带来了不容忽视的谐波危害,采用对多重联结整流器在顺序控制和同步控制时的输入侧电流的基波、谐波、谐波总畸变率、基波因数、功率因数等进行了波形及理论的对比分析方法,给出计算公式,得到了减小谐波的最佳控制策略。经过仿真与实验证明对于多重联结的大功率整流器的控制在深度控制时采用顺序控制,浅度控制时采用同步控制(并行控制)是大功率多重联结整流器的最佳控制策略,能实现在功率因数不变的前提下大幅度减小谐波。