功率因数校正电路轻载工况下的效率优化

单级式LLC功率因数校正(PFC)变换器由于保留了LLC软开关特性,并具有电路简单、成本低以及Buck-Boost功率转换能力强的优势而被广泛应用。但是在轻载工况下,该变换器使用传统的电压电流双环控制方案会出现效率降低、输出电压失调的问题。针对轻载工况产生的这些问题,提出最少脉冲下均匀脉冲密度调制。该方法能够实现在不同负载下,系统自动选择合适的脉冲密度,通过均匀地关断驱动信号,减少初级输入的能量,从而改善轻载工况下产生的问题。采用该调制方法在额定功率为500 W的实验样机上测试,结果表明最少脉冲下的均匀脉冲密度调制能够有效提高系统效率,稳定输出电压。     

降低直流线路损耗的并联电容换相换流器单位功率因数控制策略

电网换相换流器的交流滤波器组和无功补偿装置占地面积大,在交流电网故障时容易发生换相失败;改进型并联电容换相换流器(ESCCC)能减小换流器占地面积,提高抵御换相失败的能力,但通过阀侧电容投切实现单位功率因数控制会影响谐波特性。针对此问题,并考虑直流线路损耗优化,文中提出了一种基于ESCCC并结合交流母线侧电容投切的新型单位功率因数控制策略。首先,建立了拓扑结构和数学模型,分析了单位功率因数控制的原理;然后,提出新型控制策略,采用新的谐波评价指标设计了滤波电感、电容等参数;最后,在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型,验证控制策略的有效性和参数设计的合理性。仿真结果表明,ESCCC能在全工况下实现单位功率因数控制,并且降低了直流线路损耗和换相失败概率。     

考虑负荷多无功用电场景的城市配电网无功优化配置

高比例电力电子设备与高比例分布式光伏的广泛接入以及城市电缆化率的提升,使配电网用户侧的无功特性变得复杂,导致负荷无功用电不确定性增加,不利于配电网安全运行。因此,为了更好地进行无功优化配置,文章采用不同负荷日功率因数变化曲线的组合场景及其概率来反映无功用电的不确定性,以运行成本的期望值最小为目标,建立多无功用电场景的期望值优化配置模型。首先,利用多重一维卷积自编码器(one-dimensional convolutional autoencoders,1D-CAEs)提取不同用户日功率因数数据的低维表征;随后,利用k-means方法进行场景缩减,获得典型日功率因数变化场景,并组合出多用户的场景集;最后,建立期望值无功优化模型,采用粒子群算法求解,确定出最优配置方案。依据上海市某配电网不同类型用户实际的无功用电信息,采用改进的IEEE 33节点系统进行仿真,以验证所提方法的有效性。     

便携式充电CRM图腾柱功率因数校正过零检测延迟与交错相位误差补偿控制

图腾柱功率因数校正(PFC)被广泛应用于电动汽车充电机以提高充电效率。该文提出考虑零电压开通(ZVS)裕度和轻载频率限制的全范围ZVS控制模型,全电压范围内实现完全ZVS开通。分析了电流过零检测(ZCD)延迟对输入电流总谐波畸变率(THD)的影响,提出基于在线时间计算模型的ZCD延迟补偿方法,满载电流THD降低1.4%。针对两相交错相位误差,提出考虑开关周期变化量的相位误差补偿方法,提高交错精度,满载THD进一步降低0.5%。最后,搭建了一台3kW便携式充电机,验证所提控制策略的有效性,充电机前级图腾柱PFC最高效率为98.8%,整机最高充电效率为96.6%,满载THD为2.4%,相比补偿前降低1.9%。     

负序和谐波条件下功率因数适用性分析

在负序和谐波条件下,系统中的能量流动更加复杂多变,功率因数计算方法存在争议。为分析负序和谐波条件下功率因数的适用性,首先要确定功率定义是否合理。基于电力系统中功率损耗和视在功率的平方近似满足线性关系这一特性,分别建立不同负载特性下的系统功率损耗模型,通过MATLAB仿真模型分析负序和谐波条件下传统功率理论和等效功率理论的合理性,结果表明在负序和谐波条件下等效功率因数能准确计量系统的功率因数。     

低压用户无功损耗对台区线损的影响及案例分析

在公变台区线损管理实践中,用户无功功率及损耗对线损的影响常常未能引起人们重视。首先在理论上分析了低压无功电量对台区线损的影响,定量计算对线损造成影响的程度;然后通过引入一个低压用户无功电量对台区线损影响的案例,探索公变台区线损排查方法及对应处置措施,为解决台区线损问题提供了新方向。     

机组柴油发电机励磁系统和同期装置国产化改造

介绍了某核电站机组柴油发电机励磁系统和同期装置存在的问题,包括励磁系统技术水平落后、励磁调节方式单一、设备老化、无人性化的人机交互窗口等。通过国产化改造,解决了机组柴油发电机励磁系统和同期装置存在的问题,提高了励磁系统和同期装置的稳定性、可靠性,开创了国产化机组柴油发电机励磁系统和同期装置在国内核电行业应用的先河。     

基于分数阶滑模控制的直接矩阵变换器控制策略研究

直接矩阵变换器是一个无中间直流环节的AC-AC变换器,但是它和传统的间接矩阵变换器一样,在电网电压不平衡时其输出性能会下降。针对这一问题,提出了一种分数阶滑模控制以改善矩阵变换器的输出性能。首先,分析了矩阵变换器的拓扑结构和数学模型,得到了不平衡电网下的输出功率,并且根据输出功率表达式设计对应的输出补偿。其次,结合控制目标和直接矩阵变换器的数学模型设计出应用于不平衡电网的分数阶滑模控制器。所设计的控制器旨在实现恒定的有功功率,同时以单位功率因数输入。接着,结合输出补偿使输出的有功功率无脉动,同时无功功率能够跟踪参考信号。最后,在Matlab/Simulink和RT-LAB实验平台建立对应模型,验证该算法的有效性。实验结果表明,分数阶滑模控制在控制性能上要明显优于传统PI控制。     

软开关高功率因数整流器

提出了一种软开关高功率因数整流电路。分析了该电路的工作原理,给出了电路参数归一化曲线及设计指导。仿真和实验结果表明,该电路在融洽上输入电压范围内都保持办开关特性,达到了高功率因数和主效率的目的。     

负荷功率因数对配电变电站电压稳定性的影响

对配电变电站的电压稳定性原理进行仿真,分析表明,在负荷有功一定的情况下,负荷功率因数的下降对电压稳定性将会产生两个方面的影响:负荷无功-电压特性曲线上升,与之相对应的电网无功-电压特性曲线下降,从而使配电变电站的电压稳定性显著下降。