一种低耐压中性线谐波治理电路原理及实现

介绍了一种新型低耐压中性线谐波治理装置的主电路结构，并对其工作原理进行了分析。该结构基于零序谐波电压互感器思路。采用单相桥式逆变电路，其输出通过变比为1∶1的隔离变压器与系统相连，不会增加逆变器承受的电流。隔离变压器原边采用Y0接法，副边采用开口三角形接法，逆变器无需承受系统基波电压，只承受零序谐波电压和不平衡电压，降低了主电路承受的电压；采用的器件少且电压等级低，节约了成本；直流侧电容由三相二极管整流器充电。并且由于补偿零序谐波，直流侧与交流侧交换的有功功率很小，因此无需对直流侧电压进行控制。研制了一套试验装置，通过实验结果分析可以看出，该电路具有耐压低、结构和控制简单、运行可靠等优点。     

IGBT串联均压方法综述

绝缘栅双极性晶体管IGBT(insulated gate bipolar transistor)在高电压场合应用时需串联使用满足电压需求。由于器件内部的性能差异和外围电路参数不一致等,引起IGBT模块之间电压不均衡问题,威胁其运行安全。综述了国内外IGBT串联均压方法的发展及其研究现状。根据均压方法机理的不同,将IGBT串联均压方法分为被动均压方法和主动均压方法两种,进一步将主动均压方法归纳为无源控制方法和有源控制方法两类。根据各类方法的基本电路拓扑分析了均压原理,梳理了不同方法在电路拓扑、参数选择和控制策略等方面的优化和最新进展。通过均压效果、附加损耗和可靠性等多方面对不同均压方法进行对比,被动均压方法拓扑简单不需外加控制电路更适合在低频应用场合,在高频应用场合中,准有源栅极控制法以单驱动与无源器件相结合的方式,具有良好的发展前景。最后对IGBT串联均压方法进行了展望。     

变流器辅助换流的柔性切换开关拓扑与控制

分布式新能源渗透率的快速提高,在提升配电网灵活性的同时也加大了其运行调控难度。为此,文中提出一种新型配电网柔性切换开关设备,开关由集成门极换流晶闸管(integrated gate-commutated thyristor,IGCT)与并联电压型变流器组成,其中针对并联电压型变流器采取虚拟同步发电机控制,可实现负载在不同馈线间的平稳切换。文中首先将所提柔性切换开关与柔性多状态开关及机械开关的主要特征进行比较;然后,分析柔性切换开关在故障前、故障中和故障后的工作模式,并研究在3种工作模式间进行柔性切换时的切换逻辑;最后,通过基于RT-Lab的控制在环实验模拟开关在不同馈线间切换的过程,获得不同工作模式下和柔性切换过程中的电压电流波形。实验结果表明柔性切换开关具有短时电压支撑能力,在不同馈线间切换的过程中不产生电压电流冲击。     

有源电力滤波器控制时延的研究

针对有源电力滤波器(APF)系统存在的延时情况,分析了延时对APF补偿效果的影响并提出了解决的办法.通过建立APF系统的网络阻抗传递函数,利用pade近似式对其进行简化分析,得到了不同时滞情况下该网络频率响应特性.由此分析时延对系统性能的影响并说明在控制中不能忽略延时的存在.由于固有时延只能减小不能根除,只能从消除时延对补偿效果影响的角度出发,提出了一种利用谐波的周期性特点来延迟补偿谐波输出的方法提高补偿效果.仿真结果表明了该方法的正确性和有效性.     

电流型变频器的间谐波分析及应用模型构建

变频器产生的间谐波问题在电力系统中日益受到重视。本文以常见的电流型变频器为例,使用谐波调制理论,并结合开关函数的傅里叶分析,分析电流型变频器的等效阻抗特性,进一步推算电流型变频器在电源侧产生间谐波的机理,并由此建立适合工程应用的变频器间谐波模型。作为验证,依托某抽水蓄能电站实际变频起动装置,结合计算机仿真模拟,其对比结果表明了该模型的可靠性。     

基于教学团队运行的人才培养体系构建——武汉大学电气工程及其自动专业的本科教学实践

本科人才培养工作是一个复杂的系统工程,高等学校人才培养目标和基本规格要求是通过本科人才培养方案实现的,学校本科人才培养特色很大程度上也体现在人才培养方案之中,构建科学的人才培养体系是本科人才培养方案制定的关键。     

风电功率爬坡事件预测时间窗口的选取

为了完整、高效地预测爬坡事件,提出在一个合适的时间窗口内进行风电功率预测和爬坡事件识别的方法,并重点讨论如何选取合适的预测时间窗。首先通过历史爬坡事件的识别,统计爬坡持续时间的分布规律;利用数据相关性分析研究实例样本数据的可预测性;综合2者的结果确定爬坡预测时间窗口取值的可选范围。其次,基于预测时间窗的目标要求,提出可能的分析指标,在给定取值范围内寻找满足要求的最优时间窗口作为所求预测窗。最后以美国BPA地区的风电功率数据为实例,仿真求出该数据集的预测窗口大小为4.5 h,通过多个评估指标验证了该预测时间窗对实例爬坡预测的有效性。该工作为爬坡事件的预测奠定了重要基础。     

微电网故障下三相电压型并网变换器瞬态行为分析

三相电压源型变换器(VSC)是交直流混合电力系统中重要的功率接口装置。交直流混合系统存在诸如电网侧故障或直流侧负载变化等扰动,对其中功率接口变换器造成难以预计的影响。着重研究微电网故障时并网变换器的瞬态响应过程及其机理。首先,给出了电网三相电压暂降时三相电压源型变换器的失稳的瞬态响应现象。然后,通过非线性分析揭示了该不稳定现象的物理本质,并通过系统建模计算给出了系统参数空间中的稳定域范围;最后,通过微电网与变换器仿真验证了分析计算的有效性。     

电能质量监测评估系统的研究

为了准确、快速监测、分析和改善电力系统电能质量,基于虚拟仪器技术和面向对象编程方法开发了一套电能质量监测评估系统。该系统由数据监测子系统、通信子系统、数据评估子系统组成,采用快速傅立叶变换(FFT)提取电压、电流波形中的基波和各次谐波分量的幅值和相位信息,进而得到频率、基波有效值、谐波、三相不平衡、电压波动与闪变5项电能质量指标以及有功功率、无功功率、功率因数等参数。采用虚拟仪器技术来实现数据采集、数据上传、数据分析等功能,极大的降低了成本。现场应用的结果表明,系统具有实时性强、运行稳定等优点。     

有源电力滤波器的频域能量变换模型及其应用

有源电力滤波器(active power filter,APF)的建模问题对其功率变换过程认识及控制器设计有重要意义。基于目前研究广泛的并联电压型APF,建立其等效电压源模型;通过对APF与电力系统间能量交换及功率流动的分析,提出APF频域能量变换的思想,并建立频域能量变换模型;建立其状态空间数学模型,通过变换,证明APF的基波控制分量对频域误差系统呈阻尼特性,从而使APF对频域呈无源性特征,从能量角度解释了APF的工作原理;基于频域能量变换模型提出迭代学习控制策略,并对直流侧电容电压附加PI闭环控制。仿真实验结果证明了该频域能量变换思想及模型的正确性,并验证了所设计控制策略的有效性。