电网可视化无源滤波器优化设计软件开发

治理电网谐波时,怎样计算出无源滤波器的位置和参数成为其中的关键。目前的一些电力系统仿真计算软件或者只能在时域对单个谐波源进行频谱分析而不能进行谐波潮流的计算,或者只能进行谐波潮流计算而不能进行滤波器优化设计。我们基于Matlab和Delphi等开发平台,运用COM技术、面向对象等混合编程思想,开发出了1套电力系统谐波问题分析与治理的可视化操作软件包,为电网谐波问题分析与治理提供专门的整套解决方案。     

谐波分析与滤波器优化配置软件在电力系统中的应用

根据滤波器投资费用最小的原则,结合改进的网络固有结构法和谐波潮流解耦算法,基于Matlab和Delphi语言开发出一套谐波分析与滤波器优化配置软件。除一般的谐波分析功能外,软件还具有两个特色功能：运用改进的网络固有结构法来分析串并联谐振,从而使系统谐振次数远离谐波次数,避免谐振以及由此引起的谐波放大问题;基于网络固有结构法确定电力系统中各次滤波器的最佳配置位置,并运用自适应差异进化算法对滤波器参数进行优化设计,使电网各节点的谐波指标能最大限度地满足国标要求,以达到抑制谐波的目的。此外,还开发出界面友好、功能强大的图形编辑器,研制出电力系统谐波潮流分析及滤波器优化配置综合软件包。对实际电力系统算例的计算和分析表明,所提出的方法正确有效,所研制的软件实用性强。     

电压源型换流器LCL滤波器确定性设计

为保证LCL滤波器性能、提高LCL滤波器参数设计效率,基于电压源型换流器(VSC)的序分量动态相量(DPSCs)谐波分析模型,提出了一种LCL滤波器参数的确定性设计方法。该方法对换流器侧电感、滤波电容和网侧电感分别进行计算。换流器侧电感由功率约束和电流动态跟踪约束确定,并选取其下限值作为设计值;滤波电容由无功功率约束确定;通过谐波分析模型定量计算VSC各次谐波分量,并以IEEE 1547标准规定的并网谐波电流畸变率为约束条件,计算出网侧电感值,最后通过稳定性分析和仿真与实验验证滤波器参数设计的有效性。实验结果表明,所设计的LCL滤波器使得开关频率附近的谐波电流减少至0.02 A,高次谐波电流含有率约为0.23%。所提出的LCL滤波器确定性设计方法能有效提高LCL滤波器参数设计效率,减少了参数设计过程中的反复试凑和复杂的优化算法。     

基于ETAP软件的矿热炉负荷谐波影响评估与治理

针对矿热炉负荷产生的谐波问题,给出了采用ETAP软件的负荷谐波影响评估方法。将矿热炉负荷谐波特性添加到用户自定义谐波源,搭建了谐波分析模型,进行谐波潮流计算,评估公共连接点母线的谐波水平。依据谐波评估结果,设计滤波器。利用ETAP的谐波频率扫描,找出滤波器投入后系统的并联谐振点,对滤波器投入后的效果进行谐波潮流分析。结果表明,所设计的滤波器达到了预期的滤波效果,仿真计算结果和实际测试基本吻合。利用ETAP软件进行谐波仿真分析和谐振分析,可以辅助进行滤波器设计,能避开系统谐振点,有效减少电网的谐波污染。     

参数失谐对基于滤波器的高压直流输电系统交流侧谐波电压测量的影响

准确有效地测量交流侧谐波电压是确保高压直流输电系统安全运行和验证交流侧滤波器设计有效性的重要依据。首先提出一种基于交流侧滤波器的高压直流输电系统谐波电压的测量方法,通过测量流过交流侧滤波器的电流并进行谐波分解,结合滤波器已知的阻抗-频率特性即可准确方便地计算得到交流侧的谐波电压。着重分析滤波器参数失谐时对谐波电压测量结果的影响,针对双调谐滤波器推导了谐波电压测量误差与元件参数失谐度关系的理论表达式,分析失谐程度对各次谐波电压测量的影响,进行谐波电压测量误差相对滤波器元件参数灵敏度的分析,最后通过仿真计算和物理实验验证所提出方法和分析结论的正确性和有效性。     

基于滞环控制的LCL滤波器设计

提出一种基于滞环控制的脉宽调制(PWM)整流器LCL滤波器设计方法,解决了该控制方式下输出开关频率不固定造成的滤波器选型困难问题。介绍了滤波器各参数的作用和设计原则,通过列举一个大功率风电变流器设计实例计算各参数值,再采用Maab软件对所设计的滤波器参数进行了仿真分析。在样机上进行实验验证,结果表明,所选滤波器能有效滤除系统的高次谐波,提高系统运行稳定性,谐波参数满足设计要求。     

高次谐波治理技术取得进展

随着非线性负荷在电网中的增多,影响电能质量的高农谐波问题,日益显得重要。为此国际大电网会议专门成立了谐波工作委员会。为了切实有效地解决我国电网面临的谐波治理问题,不久前华中网局技术中心邀请著名俄罗斯谐波专家C．C斯米尔诺夫来华进行技术交流。参加这次谐波讨论会的除技术中心的有关专家以外,还有湘、鄂、赣、豫4省中试所从事谐波研究的技术专家。在会上就两国各自的电力系统谐波潮流计算（软件包）开发、高次谐波的治理方法、标准、经验以及滤波器装置设计和运行等问题,进行了广泛而有益的讨论与交流。双方技术人员迫切地…     

一种新型的高压直流输电系统交流侧谐波电压测量方法

准确有效地进行高压直流输电系统交流侧谐波电压测量是掌握直流输电系统实时运行状况,研究分析交流滤波器设计正确性、有效性的重要前提和依据,该文提出一种新颖的高压直流输电系统交流侧谐波电压的测量方法,以解决目前缺乏高性价比高压谐波电压测量手段的问题。该方法测量流过交流侧滤波器各支路的电流,根据对电流的谐波分析结果,结合滤波器的元件参数或已知的阻抗?频率特性,即可简单方便地计算得到交流侧的谐波电压。该方法仅需在传统交流滤波器的基础上进行简单改造即可实现,测量电压谐波精度高,扩展了交流滤波器的功能。给出该方案的原理和谐波电压的计算方法,对利用不同滤波器进行谐波电压测量的性能进行比较,研究滤波器参数变化和电流传感器测量精度对谐波电压测量结果的影响。通过仿真计算验证所提出方法的正确性和有效性。     

基于谐波阻抗的单调谐滤波器在线监测及失谐辨识

本文提出了一种通过计算谐波阻抗实现单调谐滤波器元件参数的在线监测方法,将实时测量得到的滤波器电压和电流通过傅里叶分解,进而求得滤波器的各次谐波阻抗,结合滤波器的结构计算得到该滤波器各元件的实时参数,实现滤波器元件参数在线监测的目的。该方法无需对现有滤波器进行任何改造、计算简单、实现方便。扩展了现场电压/电流互感器的功能,并可及时准确确定滤波器的失谐元件。通过PSCAD仿真验证了所提出方法的正确性和有效性。     

南网高压直流输电基本设计软件包功能扩展和工程应用项目通过验收

<正>南网科研院组织的高压直流输电基本设计软件包功能扩展和工程应用项目通过项目验收。该项目主要针对同塔双回共换流站直流输电工程的基本设计进行研究。项目针对同塔双回共换流站的无功管理、交流侧谐波电流计算和交流滤波器设计、直流侧谐波计算     

牵引变电所无功谐波综合补偿方案研究

针对牵引供电系统的特点,提出了一种利用混合补偿器进行牵引变电所无功和谐波综合补偿的新方案.混合补偿器由有源滤波器、无源滤波器及一种新型的可调无功补偿装置构成,其特点是有固定的滤波通道且初期投资较少.分析了该可调无功补偿装置的工作原理,讨论了谐波及无功电流检测方法与混合补偿器的控制策略.以某实际的牵引变电所为对象,利用MATLAB提供的Simulink仿真平台建立了仿真模型,仿真结果表明所提出的综合补偿方案有良好的无功、谐波补偿效果.     

单相混合滤波系统的实验研究

分析了串联有源滤波器（SAPE）的结构和滤波原理,针对单相系统的特点,提出了谐波电流检测方法和波形控制方法,由于零矢量的运用,使波形控制具有更高的精度,给出了基于SAPF的单相混合滤波系统的实验结果,表明在混合滤波系统,SAPF对谐波电流起隔离作用,可以明显地改善无源滤波器（PPF）的滤波特性。     

MATLAB在有源滤波器仿真设计中的应用

本文在分析抑制谐波常用方法的基础上,利用瞬时无功功率理论进行有源滤波器的仿真设计。该方法可以实现快速的高次谐波检测与滤波,并进行无功功率补偿,本设计用先进的仿真软件工具MATLAB中的电力系统仿真工具箱对基于这种方法的有源滤波器进行仿真,仿真结果表明基于瞬时无功功率理论设计的有源滤波器装置能够有效检测出高次谐波分量,并可以消除谐波分量和进行无功补偿。     

基于粒子群优化算法的混合有源滤波器中无源滤波器的多目标优化设计

混合有源滤波器是非常有应用前景的滤波装置,但其综合性能受无源滤波器参数优化程度的影响很大。该文基于课题项目中谐波源的特点,针对已有优化设计方法的各种缺点,提出了基于改进粒子群优化算法的混合滤波装置中无源滤波器的多目标优化设计方法。通过将无源滤波器的无功补偿容量、初期投资及补偿后滤波效果作为优化目标,利用简便、有效的粒子群优化算法对其参数进行了优化设计,大大减少了人工的计算量,而且明显提高了算法的寻优速度。最后仿真及现场模拟实验表明,此优化设计无源滤波器的成本比经验设计方法有所降低,滤波效果有明显的提高。     

一种新型的串联型有源电力滤波器

提出了一种基于等效电阻概念和功率平衡原理的串联型有源电力滤波器（APF），新串联型有源电力滤波器不需要进行复杂的谐波检测计算，通过简单的控制就可以获得电源电流的参考信号，实现对谐波和无功电流的同时补偿。研制了实验样机，实验结果与理论分析和仿真结果相吻合，验证了所提出控制方法的正确性，并显示所提出的串联型APF对电压型谐波源有良好的补偿特性。     

基于多谐波源动态运行的配电网滤波装置优化配置

在一个配电网中往往同时存在多个谐波源,且工作时间不确定,为提高遗传算法的搜索效率,利用分级递阶的自适应遗传算法对配电网中的无源滤波器(Passive Power Filter,PPF)和有源滤波器(Active Power Filter,APF)进行统一优化配置。用该算法在多谐波源动态运行的整个配电网中分级优化PPF和APF的安装地点、安装类型、安装参数,即先确定安装地点,再确定安装类型和安装组数,最后确定滤波器的参数,在满足谐波潮流约束条件的前提下,在控制滤波装置初期投资费用的同时有效抑制谐波。算例计算结果证明了该算法的有效性。     

电流型有源电力滤波器的仿真

有源电力滤波器是当前对电网中谐波污染补偿或抵消的有效手段，文中对有源电力滤波系统的工作原理进行了理论研究和分析。讨论了其检测电源电流和检测负载电压控制方式的原理、系统结构和特点。提出了基于载波组合相移技术的电流型电力有源滤波器，在较低的开关频率下实现了等效的高频载波效果。文章通过仿真和实验，验证了这种技术在电力有源滤波器中应用的实用性和可行性。     

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。     

配电网串并联复合有源电力滤波器的仿真研究

分析了并联型和串联型电能质量补偿器分别补偿负荷电流和电源电压的缺陷及原因，介绍了串并联复合有源电力滤波器（SPAPF）同时补偿电网畸变电压和抑制负载谐波电流的运行机理，提出了适合于SPAPF的电源畸变电压参考量比较检测法、负荷谐波电流dqo检测法以及一种改进的稳定直流电容电压的PI控制策略。仿真结果验证了分析的正确性与设计方案的有效性。