基于PSAF仿真分析中频炉滤波装置的研究

针对黑龙江省某公司大功率中频炉用电设备工作时额定电流较高、所需滤波装置容量大及负载变化较为剧烈的特点,提出采用无源电力滤波器（Passive Power Filter,PPF）来滤除其对电网产生的谐波污染,并同时进行无功补偿。同时,为防止空载时出现无功过补的现象,采用PSAF（Power System Analysis Framework）软件分析中频炉产生的谐波特点、及电网阻抗频率摄动对滤波效果的影响,以验证PPF方案实施的可行性与有效性。     

大功率无源滤波装置的故障分析与技术改造

鉴于大功率用电设备工作时所需电压较高、所需滤波装置容量较大的特点,目前多采用无源电力滤波器(Passive Power Filer,PPF)来滤除其对电网产生的谐波污染并同时进行无功补偿.以某钢厂35kV母线电压下电弧炉滤波装置的改造为研究背景,系统的分析了电弧炉工作时谐波产生的原因、电网阻抗及频率摄动对滤波效果的影响,并给出了相应的改进方法.对滤波装置35kV母线谐波电流的测量结果验证了所给出方案的可行性与有效性.     

谐振阻抗混合型APF的建模与控制策略的研究

研究了谐振阻抗混合型有源电力滤波器RITHAPF（Resonant Impedance Type Hybrid Active Power Filter）的结构与工作原理,建立了该滤波系统的电气模型和控制方程。在此基础上,进一步分析了在基于负载谐波电流来控制逆变器输出电压的控制策略下,电网阻抗波动、无源滤波器失谐、基波串联谐振电路的失谐和参数的变换对滤波系统控制性能的影响。并给出了各种影响的仿真图,所得的结论可为RITHAPF在复杂工程的实际应用提供有效的指导。     

级联H桥HAPF参数设计及控制策略∗

由级联H桥变流器与无源滤波器串联所构成的混合型有源电力滤波器(Hybrid Active Power Filter,HAPF),为高压大容量场合下的谐波治理提供了一种低成本解决方案.介绍了HAPF的拓扑结构、有源和无源滤波器参数设计、工作原理及控制策略,并结合实际工程项目设计了H A PF的主要参数.最后仿真结果验证了所设计样机参数及控制策略的正确性.     

并联混合型有源电力滤波器的系统参数设计及应用研究

根据大容量谐波抑制兼无功功率补偿的要求，从达到滤波效果和经济成本最小两个方面考虑，该文提出了一种并联混合型注入式有源电力滤波器（Hybrid Active Power Filter, HAPF）结构，并对该新型有源电力滤波器有源和无源部分的参数设计进行了研究，形成了一套混合型大容量有源滤波器的参数设计方法。以该方法设计的HAPF在某冶炼厂谐波治理工程中得以应用，体现出较好的滤波效果和优良的性价比，具有良好的工程推广应用前景。由于目前国内有源滤波器的工程应用实例极少，因此该套设计方法对其它HAPF的研究与应用还可起到一定的指导和借鉴作用。     

用于中压配电系统的电能质量综合治理方案

针对中压配电系统电能质量存在的主要问题,提出了一种有效的解决方案.采用Thyristor-controlled Reactor(TCR) + Passive Filter(PF) + Active Power Filter(APF)方式不仅可以有效地滤除TCR及负载产生的谐波,能够较好地抑制无源滤波器与电网阻抗之间的谐振,而且可以实现无功的动态补偿,平滑地调节母线电压.     

变电站谐波抑制和无功综合补偿技术的研究

为了解决变电站非线性负荷产生的谐波及无功功率损耗的问题,采用一种综合补偿方法,将混合型有源电力滤波器(Hybrid Active Power Filter, HAPF)与晶闸管控制电抗器(Thyristor Controlled Reactor, TCR)相结合构成综合补偿,融合两者的优点,平衡负载,抑制各次谐波,补偿无功功率,也在一定程度上弥补了HAPF与TCR装置各自解决问题的单一性。在HAPF与TCR各部分的模块中,对有源滤波器(Active Power Filter, APF)的谐波检测、TCR触发角进行了设计与分析,并根据综合补偿的结构,在MATLAB中搭建了相应的模型,最后通过仿真和对实际数据的结果分析,指明该综合补偿方案对变电站母线谐波电压畸变率及流入电网的谐波电流水平有较大的改善。     

谐振阻抗混合型APF的建模与控制策略的研究

研究了谐振阻抗混合型有源电力滤波器RITHAPF(Resonant Impedance Type Hybrid Active Power Filter)的结构与工作原理,建立了该滤波系统的电气模型和控制方程.在此基础上,进一步分析了在基于负载谐波电流来控制逆变器输出电压的控制策略下,电网阻抗波动、无源滤波器失谐、基波串联谐振电路的失谐和参数的变换对滤波系统控制性能的影响.并给出了各种影响的仿真图,所得的结论可为RITHAPF在复杂工程的实际应用提供有效的指导.     

铜电解整流装置用并联混合型有源电力滤波器

为解决铜电解装置运行时产生的电网谐波污染和低功率因数问题,提出了在10kV侧安装并联混合型有源电力滤波器进行谐波抑制和无功补偿的综合补偿方案并介绍了混合滤波器的系统构成,混合型有源滤波器的无源部分由滤除11、13次谐波,同时补偿无功功率的11、13次两个无源支路构成。有源部分采用注入式拓扑结构,用来动态滤除11、13次以外的其它次谐波。有源部分对改善无源部分的滤波性能和抑制无源部分与系统等效阻抗之间的谐振发挥了重要作用。给出的现场运行结果表明:研制的并联混合型有源电力滤波器能有效的抑制谐波和进行无功补偿。     

有源电力滤波器关键技术的研究

电力电子设备的广泛使用,使得电网中谐波污染越来越严重。有源电力滤波器APF(Active Power Filter)作为目前治理谐波的主要手段,越来越受到人们的重视。详细阐述了APF的工作原理,并在此基础上提出了一种基于频域分析的FFT检测法与基于不定频滞环的SVPWM电流跟踪法相结合的控制策略,以期在精准检测电网电流谐波分量的同时,也能够获得较好的电流跟踪特性。理论仿真和样机实验结果表明,该控制策略大大降低了汇入电网的谐波电流,有效减小了谐波对电网的污染。     

有源滤波器在不同网络中的应用分析

介绍了并联型有源滤波器对谐波抑制的作用。基于电压检测控制的并联型有源电力滤波器相当于一个有源阻尼,对谐波分量呈现出阻抗特性,除了具有抑制谐波进入电网的能力之外,还能阻尼谐波共振。将并联型有源电力滤波器应用于两种不同类型的电力线网络,然后评估其在不同类型网络结构中的滤波和阻尼共振的性能。第一种电力网为220 V配电网,第二种电力网为简化的150 k V太阳能发电网络,容量为444.4 MVA。并且使用谐波共振模态分析和计算参与因数的方法来确定有源滤波器的最佳安置位置,使有源滤波器滤波和抑制共振的效果最优。     

一种实用的串并联混合有源电力滤波器

设计了一种实用的串并联混合有源电力滤波器，分析了其结构、工作原理和滤波性能。在该滤波器中，串联在系统和谐波负载之间的零磁通变流器可自动对基波呈低阻抗、对谐波呈高阻抗，从而实时检测出剩余谐波电流流过变流器时产生的谐波电压降、实现滤波；逆变器可产生一个与检测到的谐波电压成正比的电压。通过将耦合变压器与无源电力滤波器串联后并入电网，减少了流入系统的谐波电流。实验结果验证了该滤波器设计原理的正确性，表明其能有效降低滤波器有源部分的容量，具有良好的滤波性能。     

无功与谐波自动补偿装置设计的新方法

提出了基于双DSP结构的有源滤波与无源滤波相结合的无功与谐波动态补偿原理和方案，设计了无功与谐波自动补偿装置主电路结构与控制系统。采用晶闸管相控电抗器(TCR)的无源滤波器可以增大电源系统的容量，降低成本；而采用基于双DSP结构的有源滤波器可以大大改善滤波性能，并能抑制LC电路与电网之间的谐振，提高补偿系统动态性能。此装置主要解决了补偿中的谐振问题，并使电力系统的功率因数提高到0．9以上，同时有效抑制了供电网的谐波。     

无功与谐波自动补偿装置设计的新方法

提出了基于双 DSP结构的有源滤波与无源滤波相结合的无功与谐波动态补偿原理和方案 ,设计了无功与谐波自动补偿装置主电路结构与控制系统。采用晶闸管相控电抗器( TCR)的无源滤波器可以增大电源系统的容量 ,降低成本 ;而采用基于双 DSP结构的有源滤波器可以大大改善滤波性能 ,并能抑制 L C电路与电网之间的谐振 ,提高补偿系统动态性能。此装置主要解决了补偿中的谐振问题 ,并使电力系统的功率因数提高到 0 .9以上 ,同时有效抑制了供电网的谐波     

应用多级有源滤波系统的分布式电源谐波治理

有源滤波器是配电网谐波治理的动态补偿装置,但分布式电源的接入造成配电网谐波变得复杂,单一的有源滤波器在补偿线路谐波方面难以达到效果。设计了一种多级有源滤波系统,将补偿源设置在各电源母线处,得到一组含多个补偿源的分布式电源接入的配电网模型,通过调节滞环宽度,稳定开关频率。采用改进后的滞环空间矢量控制对各有源滤波单元分别进行控制,并基于MATLAB/Simulink仿真平台,分别搭建了含单一滤波器和两级有源滤波系统的分布式电源接入的配电网仿真模型,仿真对比分析了谐波治理的效果,仿真结果验证了多级有源滤波系统对分布式电源接入的配电网谐波治理的有效性和可行性。     

有源电力滤波器LCR型输出滤波器参数优化设计

为了滤除高频开关产生的谐波电流,提出用二阶LCR型滤波器滤除纹波电流。建立了二阶LCR型滤波器的数学优化模型。通过MATLAB仿真,分析了参数变化时的滤波性能及适用范围的特点,并用混合遗传算法对其优化设计,研究了逆变侧电感变化时有源电力滤波器输出电流和逆变侧电压的bode图,并确定出逆变侧的电感值。针对80 kV.A有源电力滤波器样机进行了实验研究,MATLAB仿真和实验结果表明,所提优化算法具有较快的收敛速度,优化结果更靠近全局最优;优化后LCR型输出滤波器在开关谐波高频段的滤波性能显著增加,有效地抑制了开关谐波。     

DC Side Harmonic Measurement of ±500kV Converter Station

Abstract

There are various nonlinear components in the HVDC transmission system to cause harmonic generation and the converter station is the main harmonic source of the HVDC transmission system. Harmonics have varying degrees of impact and hazards on various electrical equipment, power lines and communication systems. Therefore, a reasonable analysis of the harmonic characteristics of the converter station is of great significance for the research and development of HVDC transmission technology. In this paper, the ±500kV converter station in Yunnan is taken as the research object. The Fourier analysis method is used to analyze the DC side harmonics of the converter station. And the Narda electric field measuring instrument is used for harmonic measurement. Proposing the suppression method of each harmonic is based on the DC side harmonic measurement results. 12/24/36 three-tuned filter are used to filter out characteristic harmonics. It has the advantages of small installation capacity and low fundamental wave loss while ensuring the filtering effect. And using the single-tuned filter to filter 2/3/6/11 harmonic orders unless the characteristic harmonics which structure is simple.     

基于双DSP的无功与谐波自动补偿装置的设计

提出了基于双DSP结构的有源滤波与无源滤波相结合的无功与谐波动态补偿原理和方案,设计了无功与谐波自动补偿装置主电路结构与控制系统。采用基于双DSP结构的有源滤波器可以大大改善滤波性能,并能抑制LC电路与电网之间的谐振,提高补偿系统动态性能。此装置能使电力系统的功率因数提高到0.9以上,同时可有效抑制供电网的谐波。     

基于双DSP的无功与谐波自动补偿装置的设计

提出了基于双DSP结构的有源滤波与无源滤波相结合的无功与谐波动态补偿原理和方案,设计了无功与谐波自动补偿装置主电路结构与控制系统。采用基于双DSP结构的有源滤波器可以大大改善滤波性能,并能抑制LC电路与电网之间的谐振,提高补偿系统动态性能。此装置能使电力系统的功率因数提高到0.9以上,同时可有效抑制供电网的谐波。     

注入式混合型有源电力滤波器在工程中的应用

着眼于电力系统对大容量谐波抑制与无功补偿的要求,提出了将注入式混合型有源电力滤波器(HAPF)应用于中高压系统,同时结合某铜箔厂大型整流装置谐波抑制和无功补偿的工程实例,从项目成本和治理效果两方面具体分析了注入式HAPF的应用优势.在对该新型有源电力滤波器的参数设计进行研究的基础上,为该铜箔厂研制了一套HAPF装置.最后立足于系统的安全稳定性,对无源滤波器在投运时系统的谐振特性进行了研究,并根据现场不同的工况对注入式HAPF的性能进行了仿真研究.其中的一些设计思路和工程经验还可推广到其他大型滤波和无功补偿装置的设计和应用中,为推进大功率的HAPF的实用化进程提供有益的参考和借鉴.