采用二重化技术实现的谐波电压源研制

提出了一种新型的适用于大功率高性能可编程谐波电压源的实现方案，该方案采用串联型的主电路结构，利用输出电压闭环和滤波电容电流内环的控制策略，结合单相全桥的二重化技术，使谐波源有高品质的输出电压波形。分析了该谐波电压源的特性。实验表明，该系统具有良好的静态性能和动态性能。按该控制方案完成了一台300kVA实验装置的研制．该装置输出的电压波形能够满足相关设备测试需求，同时能够模拟电网中的电压跌落、电压波动等现象，为相关的大功率电力设备提供了较全面的电压测试。     

大功率电流型光伏并网换流器的拓扑与控制

为克服电压源型换流器在大功率光伏并网系统应用中存在的缺陷,结合谐波注入技术和多电平技术提出了既能够并网发电、又能实现无功补偿和抑制谐波电流的大功率单级式电流源型光伏并网换流器拓扑。首先分析了该拓扑的结构及工作原理,构建了该系统的数学模型;然后提出了适用于该系统的非线性控制策略,重点分析了全局线性化的处理方法;最后在PSCAD平台搭建了仿真模型。仿真结果验证了该拓扑结构和控制策略的有效性。     

交流斩波器的新型谐波抑制脉宽调制技术

提出了一种应用于交流斩波器的新型谐波抑制脉宽调制技术。它通过开环方式，对交流斩波器的输出占空比进行实时调节。和已有的恒定占空比控制相比，实现了对交流输入电压中低次谐波的完全消除，并且不要求计算相应的谐波分量，这简化了控制策略，同时显著降低了系统对控制器带宽的要求。文中分析和推导了调制函数的解析式，并给出了详细的实现方案。理论分析和仿真表明其在电压谐波消除中的优越性能。2kVA样机的实验结果验证了该调制技术对交流系统侧谐波电压具有良好的抑制能力。     

C型混合有源电力滤波器

该文提出一种新型混合有源电力滤波器结构，它将C型无源滤波器和电压源型有源滤波器结合起来，其中有源滤波器不承受基波电压，不负担基波电流且只通过部分谐波电流，输出变压器变比可以小于1，有源滤波器的直流侧电压与系统电压之比较低。在该文给出的复合控制方式下，该混合有源滤波器可以完全补偿指定的若干次负载谐波电流，同时对其他各次谐波电流有部分补偿作用。仿真和实验结果表明该方法中的有源滤波器具有装置容量小，输出电压波形控制简单，滤波效果好，容易实现的优点，适合于高电压大电流场合的谐波治理。     

新型三相Z源逆变器的研究

Z源逆变器凭借其独特的优点正逐步取代传统逆变器成为研究热点。但传统Z源逆变器直流侧电压应力过高,Z源网络电容电压应力过大,升压范围有限,这些不利因素限制了其应用范围。提出了一种新型的Z源逆变器拓扑采用三次谐波注入控制策略,详细分析了其工作原理。通过与简单升压控制方式下传统拓扑结构比较得出:新拓扑结合三次谐波注入控制可以显著减小直流侧电压及电容电压应力,同时能实现软启动减小启动过程的电压冲击。仿真结果验证了分析的正确性。     

指定谐波注入装置控制策略研究

研究了一种指定谐波电流注入装置控制策略,作为模拟谐波源来测试谐波源定位装置的性能.其采用了基于电网电压定向的矢量控制策略,对电压环和电流环进行了有效的调节.从谐波电流给定以及控制方法两方面对谐波注入问题进行了定量的研究.利用坐标变换技术使得谐振控制器的数量减半,节省了CPU的资源.测试不同参数下谐振控制器的性能,选择了最优性能的谐振控制器.仿真和实验结果验证了该调制策略的可行性与有效性,实现了多种指定谐波的组合输出,为谐波源定位方法提供了便利.     

大功率并联电流源变流器五电平特定谐波消除法

随着电压和功率等级的不断提高,并联电流源拓扑被广泛应用于中压大功率电流源系统的扩容.为解决并联电流源系统中直流桥臂电流不均衡和共模电压过高这2个问题,提出了一种应用于大功率并联电流源的五电平特定谐波消除(5L-SHE)调制方法,同时实现了直流桥臂电流的均衡控制和共模电压的抑制,并且保证了在较低开关频率下并网电流的电能质量.首先,按照脉宽调制(PWM)电流模长的不同将开关状态进行分类,并计算每个开关状态所对应的共模电压大小;其次,在分析冗余开关状态对直流桥臂电流均流影响的基础上建立了均流控制策略;再次,以共模电压较低的开关状态构建5L-SHE波形,并依据均流策略对冗余开关状态进行合理挑选.最后,通过仿真和实验验证了所提方法的有效性.     

基于多电平控制的高压大功率变频器研究

分析了一种基于多电平控制的高压变频器拓扑结构,通过采用带中间抽头的输出变压器,完成三电平逆变模块的串、并联连接,从而实现变频器高压、大电流的多电平输出。同时,采用优化输出电压波形的控制方法,有效抑制了输出电压的特定谐波,因此该结构的变频器适用于对变频器输出谐波敏感的大功率负载。     

三电平大功率通用变频器的研制

三电平逆变器的拓扑结构成熟,输出电压谐波含量低,所以广泛用于高电压大功率场合。在此,阐述了三电平大功率通用变频器的主回路设计、控制回路构成,以及控制软件编制;给出了一种基于滞环比较的中点电压平衡控制方法,以及该装置在工业现场运行的相关结果。通过对实际输出电压的频谱分析,得出了三电平逆变器输出电压的谐波特性,并概括了其谐波分布的一般规律。现场运行结果表明,该变频器的输出波形良好,性能可满足要求。     

基于级联式电压源逆变器的静止同步补偿电压控制器的设计

为了提高静止同步补偿器的耐压水平和容量,尽量限制系统谐波失真,同时减少逆变器的附属设备,设计了一种新型级联式电压源逆变器构成的静止同步补偿电压控制器,并对该控制器的运行进行了研究。根据该级联式三相三电平电压源逆变器的拓扑结构,该静止同步补偿器可以在没有变压器的情况下运行,并可以限制谐波失真到一个非常小的值。同时,给出了由级联式多电平电压源逆变器构成的静止同步补偿器的运行原理。     

一种基于电压源型多端直流输电的供电系统

针对目前单个电压源型FACTS装置只能抑制和消除某一种特定的电能质量问题,提出了一种能综合控制电能质量的新供电方案,其核心是将电压源型多端直流输电系统应用于向重要负荷供电的方案设计。介绍了该供电方案的系统结构,并设计了相关的控制器。一电压源型五端供电系统在几种典型异常运行工况下对重要负荷供电影响的数字仿真表明,电压源型多端直流输电系统是实现电能质量综合控制的有效供电方案。     

双电源交错备用型通用电能质量控制器

传统的通用电能质量控制器(GPQC)直流侧如果没有储能装置,则无法实现不间断供电;即使直流侧装设储能装置,蓄电池储能或超级电容器储能都存在补偿时间、补偿容量及使用寿命均有限等问题。为此提出了一种由两个并联变换器和两个串联变换器构成(每一个并联变换器和串联变换器都通过一个直流电容交错的连接在一起)的新双电源交错备用型通用电能质量控制器(DPS-GPQC)和一种简单有效的控制策略。DPS-GPQC能够同时补偿电网谐波电压、电压跌落和上升、电压中断、三相电压不平衡、谐波电流及无功电流,且能够实现两个不同电源之间能量的交错备用。基于MATLAB/SIMULINK的仿真结果表明了DPS-GPQC良好的性能和所提控制策略的有效性。因此,所提结构既能同时解决两个不同系统的大多数电能质量问题,又可以有效提高电力系统的供电可靠性。     

Programmable protective device for LVdistribution system protection

High quality electric power supply is the prime goal in the modern power systems around the world. One of the main ways to achieve this is the protection of the system which needs to be fast, reliable and cost effective. The objective of this paper is to provide protection of equipments in low voltage (LV) distribution system and thereafter to avoid their failure due to abnormal operating conditions. The proposed device provides protection for industrial, commercial and residential equipments by monitoring under voltage, over voltage and over current conditions using microcontroller, transistor and other discrete components. The microcontroller is the heart of this protective device which performs the major control of the device. The designed circuit can withstand the loads and the set voltage range so as to supply the connected load for any voltage variation between 220 and 240 Volts. It can be used to protect loads such as refrigerator, TV, VCR/DVD player etc. against undesirable over and under voltage conditions as well as surges caused due to sudden failure of power supply mains. This device can also be used directly as standalone equipment between the supply mains and the load. The over/under voltage and over current cut-off with time delay provides over/under-voltage and over current protection and also protection against any transients.     

特高压变压器交流耐压及局部放电试验装置

综述了国内外特高压电力变压器交流耐压和局部放电试验装置的现状;以武汉高压研究院特高压试验基地1 000 kV变压器的试验数据为参考,提出了特高压电力变压器的交流耐压和局部放电的试验方法和试验电路。论述了装置中变频电源和高压电抗器的设计方法;进行了750 kV电压等级超高压电力变压器的交流耐压和局部放电试验,对试验数据进行了分析。试验结果证明了该试验装置及试验方法的合理性,同时表明该试验装置具有可靠性高、安全性好、实用性强的特点。     

独立电网供用电系统的电压质量控制器研究

独立电网供电广泛用于石油钻探、舰船、企业小型自备电站和野外作业等各种行业,这些系统由于发电容量的限制,对非线性负载的扰动抵抗能力比较差,电网电压的供电质量受到严重影响。本文提出一种采用主动控制方式实现电压质量控制的装置,它充分考虑了独立小电网系统中严重的谐波扰动、电压凹陷、瞬间失电及供电频率波动等各种电压质量问题,提出了以瞬时无功功率理论为基础的软锁相技术解决同步、相位锁定、电压幅值恒定等具体保障电压质量的控制技术,并对在频率变化时的谐波定义、计算方法进行了讨论。最后通过系统仿真和实际实验验证了作者的观点,取得了良好的电压质量控制效果。     

基于FPGA控制的多电平电压质量调节装置研究

研究了基于4 H桥级联9电平结构的电压质量调节装置,采用现场可编程门阵列和数字信号处理控制,针对电力系统中出现的各种电压质量问题,提供了综合的解决方案。该方案能够对电力系统中发生的电压暂升、电压暂降、电压谐波、电压波动等问题进行复合补偿,从而保证系统的电压质量。最后设计研制了0.1 MVA/400 V低压样机,对于各种电压质量问题进行试验,并对数据结果进行分析,结果表明本装置可以有效补偿各种电压质量问题。     

利用电能质量调节器改善配电网络的电能质量

无论是在工业化国家还是在发展中国家,供电质量,尤其是电压质量正变得日益重要。供电质量低将使产品质量降低,严重时还可能导致某些重要的过程中断,从而造成严重的经济损失。随着越来越多电子设备的使用,对电压质量的要求也越来越高。解决供电系统中的谐波及电压突变等问题,提高供电质量已迫在眉睫。文章讨论了电能质量的主要问题,并介绍了采用基于绝缘栅双极晶体管（ＩＧＢＴ）变换器的电能质量调节器装置改善电能质量的情况     

炼钢企业的电压波动与闪变的实用计算与抑制对策

炼钢电弧炉在正常生产时会对电网产生以电压波动与闪变为主要特征的不利影响，超过电能质量国家标准的限制值。实践分析表明，炼钢电弧炉是供电系统各类功率波动性负荷中对电压特性影响最大的负荷，对电弧炉产生的高次谐波，通过滤波器可以得到有效的抑制。本文结合炼钢实际，说明改进电弧炉炼钢工艺、优化电弧炉的设计参数、合理选用供电电源和改进电弧炉供电设备等措施均可减小电弧炉的不利影响。对电弧炉的运行特性与电气特征进行了定性分析，重点对电压波动与闪变的计算方法进行推导和说明，最后提出解决抑制波动、闪变不利影响的措施。     

无变压器串联电压质量调节器的复合控制

无变压器串联电压质量调节器是一种用来解决多种电压质量问题的新型装置。为了提高其性能，本文提出了双闭环(负载电压外环、电感电流内环)加负载电流前馈的复合控制方法。文章详细分析了有无负载电流前馈时此串联电压质量调节器的性能。通过比较分析，可以看出本文提出的控制方法比单纯的双闭环优越。最后利用仿真和实验验证了本文提出方法的有效性和合理性。