电气化铁路中谐波、无功、负序电流的实时检测方法

为了检测电气化铁路供电系统中的谐波、无功和负序电流，提出了两种基于FBD法的实时检测方法：直接法与间接法。直接法的特点是：根据电网电压的波形分析电流，使功率电流的波形与系统电压的波形完全相同，检测结果易受电压波形的影响，适用于电压波形稳定、无畸变的场合；间接法利用锁相环生成参考电压波形，功率电流的波形与参考电压波形完全相同，检测结果不受实际电压波形畸变的影响。直接法与间接法中没有Park变换，比基于瞬时无功功率理论的检测方法简单，而且适用于从单相到多相电路。仿真结果和实验结果验证了检测方法的正确性。     

电气化铁路中谐波、无功、负序电流的实时检测方法

为了检测电气化铁路供电系统中的谐波、无功和负序电流，提出了两种基于FBD法的实时检测方法：直接法与间接法。直接法的特点是：根据电网电压的波形分析电流，使功率电流的波形与系统电压的波形完全相同，检测结果易受电压波形的影响，适用于电压波形稳定、无畸变的场合。间接法利用锁相环生成参考电压波形，功率电流的波形与参考电压波形完全相同，检测结果不受实际电压波形畸变的影响。直接法与间接法中没有Park变换，比基于瞬时无功功率理论的检测方法简单，而且适用于从单相到多相电路。仿真结果和实验结果验证了检测方法的正确性。     

三相三线电路中的多端电路瞬时功率理论推导

针对在电压电流畸变情况下基于相电压定义的传统功率理论已失去其有效性的问题,提出了多端电路的理念。将三相三线制电路作为三端电路处理,给出了端电压和端电流的定义。并且利用瞬时端电压和瞬时端电流定义了瞬时有功和无功功率。文中分别在电压电流均正弦对称、电压正弦对称电流畸变不对称以及电压电流均畸变不对称三种情况下推导了在三端电路中瞬时有功功率和瞬时无功功率的表达式,该表达式与基于瞬时功率理论推导得出的表达式一致。据此给出了三端电路中瞬时有功功率和瞬时无功功率的定义。     

交直流输电系统中换流器直流侧的无功功率

为准确分析计算交直流输电系统的无功功率,采用基于任意周期电压电流的无功功率数学模型,推导了交直流输电系统的无功功率模型,阐述了交直流输电系统中无功功率的物理本质。利用实时仿真软件PSCAD/EMTDC对一个典型的交直流输电系统建模并分析计算其仿真输出波形及数据,求得电路中的有功功率、无功功率,证明了无功电压、电流偶对概念的普适性和基于任意周期电压电流的无功功率数学模型的通用性。指出电路中无功功率的物理本质就是不同频次电压电流的相互作用,并且满足能量守恒定律。     

虚拟电力参数测试系统

介绍电力参数测试系统的设计与实现。该系统用虚拟仪技术测量三相电路间的电压，电流，可显示电压．电流波形，计算电压．电流相位差．电路功率因数，有功功率，无功功率，电压谐波。具有打印和网络传输功能。     

一种新型无功补偿装置

阐述了一种以交一直一交电路为主体的新型无功补偿装置的工作原理,基于无功功率的物理意义,提出了通过改变电压激励形式使同性负载之间相互无功补偿的可行性。补偿的关键在于相互补偿的负载之间存在能量交换。通过仿真实例电路的电压、电流波形和瞬时有功功率、瞬时无功功率波形,论证了补偿结果。最后得到感性负载可以通过改变电压激励的方法实现对系统感性无功进行补偿的结论。     

非正弦三相电路瞬时功率研究

将瞬时有功功率定义为电压与有功电流的点积，瞬时无功功率定义为电压与无功电流的叉积。由此我们推导出三相电路在各种情况下的瞬时有功功率和无功功率的表达式，这与刘进军、王兆安基于赤木泰文瞬时无功理论推导出的表达式一致。     

传统无功功率理论及其局限性

20世纪80年代,国内外许多学者提出了基于任意周期电压、电流条件下的功率体系,一些功率体系得到了广泛的应用。在非正弦电路中,有功功率定义已被公认,关于无功功率却一直没有定论,现存的功率体系存在着不同程度的缺陷,无法满足任意周期电压、电流条件下的谐波、负序电流、无功功率统一补偿的需要。本文描述了4种广为流传的无功功率定义,并对其进行了分析,提出了新的无功功率应满足的条件。     

非正弦波形下各种无功功率定义的剖析

介绍非正弦波形下各种无功功率的定义及其相关公式的证明,指出时域无功功率定义最佳,频域无功功率不能计及电压电流不同形部分的无功功率,畸变无功功率的物理概念是不清楚的,容易混淆。     

基于平均有功功率的单相电路谐波和无功电流检测方法

为解决电网电压畸变时单相电路谐波和无功电流检测问题,本文提出了基于平均有功功率的单相电路谐波和无功电流检测方法.理论分析和仿真验证表明,该方法能够实时检测出单相电路瞬时无功电流、基波无功电流及谐波电流,并且在只检测瞬时无功电流时无需锁相环电路.与基于瞬时无功功率理论的检测方法及有功电流分离法相比,该检测方法概念更清晰、...     

i_p-i_q检测法的单周控制三电平有源电力滤波器

并联型有源电力滤波器APF可以有效补偿由非线性负载产生的谐波和无功功率电流。为了实现单独对谐波分量、无功功率分量进行补偿,或者对谐波和无功功率分量同时进行补偿这些不同的补偿目标,同时为了满足大功率、高电压和输出电流波形畸变小的需要,提出了将中点箝位变换器和ip-iq电流检测法应用于单周控制有源电力滤波器的方法。采用ip-iq电流检测算法可分离出负载电流中的谐波分量、无功功率分量,且电网电压波形畸变不影响检测结果,故可提供不同补偿目标的参考信号。理论推导和仿真结果表明,该法能分别单独补偿谐波分量、无功功率分量,或者同时补偿谐波和无功功率分量,而且电网电压波形畸变不影响补偿效果。通过将ip-iq电流检测法运用于单周控制三电平有源电力滤波器,既实现多种补偿目标,又具有电网电压波形畸变不影响补偿效果、单周控制策略简单、三电平变换器输出电流波形畸变小的优点。     

用对称分量法分析三相电路中功率和电能的测量误差

1.概论在三相电路中由于电源的波形畸变或负载不对称,往往使电路中的电压和电流不是完全对称的。因此用仪表测量三相电路中的功率或电能,随仪表内部的线路不同,产生的误差也不同。要分析这种误差的因素和那些仪表线路适用于不对称的三相电路,或分析电压和电流波形畸变对测量误差的影响,用对称分量法来分析最为方便。在三相电路中,如果只是电压或只是电流     

基于Hilbert变换的非正弦电路无功及瞬时无功功率定义

非正弦电路无功功率及瞬时无功功率尚无统一的定义。文中从传统单相正弦电路功率的另一种表述出发，给出了基于Hilbert变换、适用非正弦单相电路的无功功率以及瞬时无功功率定义。其中，无功功率定义为电压Hilbert变换与电流共同作用产生的平均功率，瞬时无功功率定义为电压Hilbert变换与电流无功分量瞬时值的乘积，而电流无功分量定义为电流在电压Hilbert变换上的投影。该定义满足功率定义的一般要求，具有与有功功率及瞬时有功功率定义相同的表示形式和特性，同时满足方向性和平均性条件。最后通过具体算例验证了其正确性。     

基于Hilbert变换的非正弦电路无功及瞬时无功功率定义

非正弦电路无功功率及瞬时无功功率尚无统一的定义。文中从传统单相正弦电路功率的另一种表述出发，给出了基于Hilbert变换、适用非正弦单相电路的无功功率以及瞬时无功功率定义。其中，无功功率定义为电压Hilbert变换与电流共同作用产生的平均功率，瞬时无功功率定义为电压Hilbert变换与电流无功分量瞬时值的乘积，而电流无功分量定义为电流在电压Hilbert变换上的投影。该定义满足功率定义的一般要求，具有与有功功率及瞬时有功功率定义相同的表示形式和特性，同时满足方向性和平均性条件。最后通过具体算例验证了其正确性。     

基于无锁相环的电气化铁道功率平衡装置电流检测方法的研究

针对平衡变压器供电方式下,高速电气化铁道谐波、负序电流引起的电压畸变,指令电流检测过程复杂、延时较长,结果含有误差的缺点,提出了一种无需锁相环电路快速准确地提取指令电流的方法。该方法通过简单的数乘运算提取基波电压,运用同步检测法来准确地检测出指令电流信号的方法,使两供电臂功率平衡,电流对称且与供电臂基波电压同相位,消除无功、谐波及负序电流对三相电力系统的影响。相比传统的带锁相环,基于鉴相原理和瞬时无功功率理论的检测方法,该方法更加简便易行,运算速度更快,且不受电网畸变条件的影响。通过仿真分析,验证了该检测方法在电气化牵引供电系统电压畸变条件下运用的正确性和可行性。     

电源电流正弦化的降低APF容量控制策略

针对三相有源电力滤波器(APF)应用于电源畸变环境下降低容量问题,分析了APF的补偿目标,通过对电源电压进行基波正序分解,得到基波有功功率及基波无功功率,并得了APF的补偿电流,提出电源电压基波正序的电源电流正弦化补偿策略,在电源畸变条件下准确获取了补偿除基波有功功率和基波无功功率之外其他功率的补偿参考电流,减少了APF的总电流和自身损耗,实现APF容量降低。仿真结果验证了所提控制策略的正确性及有效性,对传统低压配电网络电力滤波改造提供了一定的参考。     

基于STATCOM三相不平衡负载的平衡补偿

由于单相STATCOM具有输出无功电流谐波含量低、响应速度快等优点而适用于不平衡负载的平衡化补偿。提出了采用单相STATCOM实现平衡化补偿的两种主电路结构及电压-无功综合控制方法。三相补偿电流相量采用对称分量法通过矢量变换获得，单相无功功率采用单相瞬时无功功率算法得到，单相逆变器采用特定谐波消除PWM算法(SHE-PWM)以保证输出无功电流的总谐波畸变率(THD)小于5％，同时保证直流侧电容电压的稳定。试验结果验证了STATCOM进行平衡化补偿的快速性。     

基于单相STATCOM的不平衡负荷平衡化补偿的仿真研究

单相STATCOM由于具有输出无功电流谐波含量低、响应速度快等优点而适合于不平衡负荷的平衡化补偿。文中给出了采用单相STATCOM实现平衡化补偿的两种主电路结构及电压-无功综合控制方法。三相补偿电流相量采用对称分量法通过矢量变换获得，单相无功功率采用单相瞬时无功功率算法得到，单相逆变器采用特定谐波消除PWM算法(SHE-PWM)，以保证输出无功电流的谐波总畸变率小于5％，同时保证直流侧电容电压的稳定。对所给出的补偿方法进行了仿真研究，结果验证了单相STATCOM进行快速平衡化补偿的能力比较强。     

换流变套管末屏电压互感器波形畸变分析与处理

为解决高压直流换流站换流变压器套管末屏互感器电压波形畸变问题,根据故障录波波形,从末屏电压测量环节基本回路出发,分析出产生电压波形畸变的原因系分压式电容性电压互感器与次级电感式电压互感器配合使用时产生铁磁谐振所致。根据测量环节电路元件参数,计算出谐振等效电感和互感器二次激磁阻抗,并用测量法实际测量末屏电压互感器的电压与电流参数,换算成互感器二次激磁阻抗,证实了电压波形畸变原因分析的正确性,验证了互感器二次激磁阻抗计算值的准确性。通过推导与分析提出消除谐振的处理措施与电路连接方法,消除了因末屏互感器电压波形畸变导致的换流变中性点偏移,从而消除了造成保护误动作的一大因素。     

交流功率测量相位偏移补偿的研究

相位偏差是影响功率测量精度的重要因素.本文以三相交流在线测试仪为模型,分析了电压取样电路、电流取样电路、滤波电路和频率测量误差对相位偏差的影响,提出了选取电流与相位偏差曲线拐点作为相位偏差校准点的分段线性化校正方法.同时,本文还介绍了在系统存在相位偏差的条件下,利用同步交流采样原理计算有功功率和无功功率的方法和补偿步骤.实践表明,在本文算法基础上研制的功率测量系统的有功功率和无功功率测量误差均小于0.05％.