I-APF在基于末端微电网结构的配电网中的应用

针对基于末端微电网结构的配电网中的背景谐波传播放大问题,提出一种在配电网始端安装无限长有源电力滤波器(I-APF)的谐波抑制方案。对于配电网始端的由上级配电网渗透的背景谐波电压源,该方案可实现末端在任意负载情况下的谐波传播抑制;对于配电网末端的由微电网渗透的背景谐波电压源和非线性负载注入的背景谐波电流源,该方案可有效抑制谐波传播放大引起的电压畸变。仿真与实验结果均验证了理论分析的正确性和所提方案的有效性。     

非理想电网下并网逆变器直流分量检测及抑制方法

为抑制非理想电网条件下光伏并网发电系统中并网逆变器的并网电流直流分量,提出一种基于直流侧母线电压纹波分析的间接检测及补偿方法。首先建立并网逆变器数学模型,分析并网电流直流分量产生机理;然后研究并网电流与母线纹波电压的关系,得出在非理想电网条件下,并网电流直流分量可等效为母线纹波电压的奇倍频纹波分量的结论;通过分段积分一个电网周期的母线电压求得并网电流直流分量解析式,以该式为反馈量加入系统控制环节可有效抑制并网电流直流分量的产生。最后通过仿真和实验验证所提方法的可靠性。     

应用于谐波放大治理的统一阻抗适配器研究

在高渗透率电网环境下,多逆变器并网系统更易出现谐波放大甚至失稳的问题。众多学者致力于通过并联阻抗适配器来缓解这个问题,但其既不易实现过小阻抗的虚拟,也无法有效抑制电网背景噪声的放大。针对上述问题,提出统一阻抗适配器,弥补并联阻抗适配器的不足。首先基于阻抗模型对弱网下多逆变器电网络耦合系统的谐波放大机理进行分析,明确了系统谐波放大甚至失稳的原因——系统欠阻尼特征和谐波源。其次介绍了并联阻抗适配器解决上述问题的机理与不足之处。再次,提出一种在并网点虚拟谐波段串并联阻抗相结合的统一阻抗适配器,解决系统谐波放大问题,提高并网电流的质量。最后搭建RT-LAB硬件在环仿真实验平台,验证了所提方案的有效性。     

虚假注入攻击下主动配电网的弹性协同控制

随着以直流微电网为主体的主动配电网智能化越来越强,微电网系统不可避免地受到网络攻击的影响。虚假数据注入攻击作为一种常见的网络攻击模式,会对系统的平稳安全运行造成威胁。为此,本文提出一种基于自适应技术的弹性二次电压恢复控制和最优电流分配方法。理论分析证明所设计的弹性二次控制器确保系统在虚假数据注入攻击下实现最优电流分配和电压调节。最后,通过Matlab测试平台验证了所提弹性二次控制方法的有效性。     

LCL型并网逆变器的谐波分析与抑制

系统性量化分析单相LCL型并网逆变器的谐波特征,包括单极性倍频式SPWM带来的高频谐波,以及死区、开关器件非线性特征,直流侧二次脉动和电网电压扰动注入的低次谐波,进而提出一种重复控制与状态反馈相结合,并加入直流电压和电网电压前馈的方案,最后在3 k W逆变系统中验证其谐波分析的合理性和复合控制策略的有效性。     

微电网直流输电MMC环流抑制研究

模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converters,MMC）具有维护方便,易扩容等优点,在柔性直流输电（High Voltage Direct Current,HVDC）、电网谐波治理等领域得到广泛应用。但其子模块中的分散电容,在实际使用中会产生谐波环流,影响了模块电容电压波动,降低换流器的安全裕度和经济性。文章首先介绍了MMC组成结构;然后通过建立桥臂瞬时功率方程,分析环流产生机理,并得出桥臂环流中存在二次谐波分量的结论,通过控制直流侧电压与桥臂等效输出电压之间的差值,调节环流中的谐波分量,进而将现阶段国内、外环流抑制方法分为间接环流抑制方法与直接环流抑制方法,并对环流的利用也做了相关阐述。最后对环流抑制存在的问题进行总结与展望。     

弱电网下LCL型并网逆变器的改进稳定性控制方法

弱电网下并网点电压谐波和电网阻抗不可忽略。LCL型并网逆变器考虑电网阻抗后会发生谐振频率平移现象,同时并网点电压谐波会影响电压前馈控制效果。文章在并网电流结合电容电流反馈的基础上,通过修改电容电流反馈系数应对电网阻抗,提出了一种查表法的电容电流反馈系数选取方法。通过多谐振并网点电压前馈控制通道的控制器应对电压谐波。实验验证了文章所提改进稳定性控制方法的有效性。     

考虑传输线分布电容影响的光伏并网系统谐波谐振抑制策略

以传输线联网的光伏逆变器为研究对象,当传输线中分布电容较大不能忽略时,考虑传输线分布电容的影响下,分析系统的谐振特性以及电网背景谐波在传输线中的传播特性。针对系统的谐波谐振情况,提出基于电容电压的有源阻尼策略有效抑制系统出现的多个谐振尖峰,同时抑制电网中5次背景谐波的传播放大。为更好地抑制7次背景谐波,在上述控制算法的基础上于电容电压反馈通道中引入7次谐振控制器重塑逆变器输出的7次谐波阻抗。最后,在所提方案下,对逆变器输出5次谐波阻抗进行约束来优化控制参数,有效减小背景谐波导致的入网电流畸变。仿真验证所提方案的正确性和有效性。     

光伏并网逆变器受控源等效模型与谐振机理分析

提出一种逆变器受控源等效电路模型,模型符合系统在谐波电压的激励作用下产生较大谐波电流的串联谐振特点;依托该模型分析逆变器在控制参数(Kcp、Kci)和电网参数(rg、Lg)变化的条件下系统发生谐振的规律,给出准确的谐振点变化范围,为逆变器的参数设计提供理论依据。仿真实验结果表明所提模型及其谐振机理分析方法的有效性。     

基于长传输线的并网系统谐波谐振抑制策略研究

在基于长传输线的光伏并网系统中,传输线中存在的寄生电感和电容会导致光伏并网系统出现多个谐振点以及线路末端公共连接点(point of common coupling,PCC)电压升高的问题。同时,当电网电压中存在背景谐波电压时,背景谐波的传播放大和逆变器谐振交互会导致并网电压电流波形畸变更加严重。为解决上述问题,该文提出一种复阻抗型有源阻尼器(complex-impedance active damper,CI-AD)与无源网络结合的控制策略,从串并联谐振机理的角度分析谐波阻抗特性曲线选取合适的电压电流增益,可同时抑制背景谐波传播放大和并网系统谐振,并且降低PCC电压,改善入网电流质量。仿真验证所提方案的正确性和有效性。     

考虑谐波谐振和电压稳定的海上风电场无功优化配置方法

海上风电经长距离高压交流海底电缆接入电网,海底电缆容升效应显著,容易引起工频过电压,同时电力电子器件和线路电容引起的谐波谐振问题也严重影响着电网电能质量,因此进行海上风电场无功配置时应充分考虑过电压和谐波谐振问题。针对上述问题,建立了海上风电场谐波模型,对海上风电场的谐波模态阻抗进行扫描,继而分析海上风电场的谐振特性;然后研究了海上风电场无功特性,计算各种发电出力水平和并网点电压下的风电场无功缺额;接着以降低综合成本为目标,以静态电压稳定裕度、最小补偿容量、谐波谐振及过电压为约束,进行海上风电场无功优化配置;最后通过Matlab/Simulink仿真验证所提方法的有效性。     

配电线路并联补偿电容器的谐波放大问题仿真分析

电网中存在的谐波与并联电容器相互作用会产生谐波放大甚至出现并联谐振,严重影响电网的安全经济运行。分析了补偿电容器谐波放大的原理,并通过分析谐波放大原理,提出了抑制谐波放大的措施并对其进行了仿真验证。     

基于PIR的并网逆变器低频次谐波抑制策略研究

针对电网电压畸变造成并网电流低频次谐波含量较高的问题,提出一种基于比例积分-准谐振（PIR）与电流谐波检测环相结合和控制策略抑制电流谐波。首先分析并网逆变器原理,建立电流内环数学模型。基于内模原理,引入电网电压全前馈消除电网电压对网侧电流和影响,其次分析电流谐波检测与抑制原理,采用电流特定次谐波检测环对逆变器侧电流提取谐波分量,并采用闭环控制抑制电流谐波,利用伯德图对准谐振控制器参数进行设定。最后建立Matlab/Simulink仿真模型并搭建dSPACE-DS1104半实物仿真平台,分析仿真与实验结果来验证所提控制策略和有效性与可行性。     

高谐波电网工况下光伏逆变器控制策略研究

在不同电网工况下,光伏并网逆变器所接负载不同,产生了电流谐波及电网电压畸变等问题。文章提出了全前馈控制与多级比例谐振(Proportion Resonant,PR)相结合的控制策略。该策略对电网电压前馈部分进行改进,加入滤波环节,改善系统实时性并降低了电网电压背景谐波对光伏逆变器的影响;使用多级PR选频补偿控制器,减少交流静态误差,实现对特定次谐波进行补偿,有效减少并网电流谐波含量。最后,在Matlab/Simulink仿真及实验样机上对所提控制策略进行验证,实验结果表明,该控制策略可明显消除电压电流谐波,并改善系统鲁棒性。     

高压直流输电系统换相失败判断方法研究

详细分析了换流器在换相电压不对称情况下实际的触发过程及换相原理,并着重考虑了换流器交流侧三次谐波对实际触发角的影响以及交流侧三次谐波和直流侧二次谐波对换相角的影响,提出了考虑谐波的熄弧角计算方法,进而基于熄弧角判断是否发生换相失败。在PSCAD中搭建Cigre-Benchmark标准直流系统,在换流母线处设置不对称故障,通过提出方法判断是否发生换相失败,结果表明所提方法准确有效。     

基于APF的电动汽车充电站谐波治理措施研究

电动汽车是智能电网的重要组成部分,含有大量非线性电力电子装置的电动汽车充电站接人电网时会给电网带来不利的电能质量影响,主要体现在其对电网注入的大量谐波电流将造成很多负面影响。针对一种常见的高频充电机,分析了其对配电网电能质量影响的作用机理,在此基础上提出了采用有源电力滤波器作为谐波治理的措施,并从原理上分析了其可行性和有效性。     

电网强度对江苏直流落点电网无功电压稳定性的影响

江苏电网将在"十三五"中后期建成四回直流线路,形成典型的多馈入交直流混联电网。利用多馈入有效短路比指标分析了网架拓扑、调相机配置等因素对临近直流落点电网强度的影响,并在此基础上进行暂态稳定仿真。仿真结果验证了直流落点电网多馈入有效短路比降低与重要故障暂态失稳存在相关性,加强网架以及增加调相机的措施都能够提高电网强度并改善直流逆变站系统的无功电压稳定性,再可从提升多馈入电网薄弱环节处的多馈入有效短路比的角度入手,结合实际工程应用合理提高多馈入交直流混联电网的无功电压稳定性。     

全桥并网逆变器直流扰动分析

在光伏并网发电系统中,无输出隔离变压器全桥逆变器高效率特性得到广泛应用,但该拓扑并网时不能有效地消除直流注入。由于各种扰动源的扰动本质均反映为逆变器开关侧输出电压的直流扰动,文章用一个集中的扰动源代替各种分散扰动,并建立了各种直流扰动源的数学模型。为了有效抑制输出电压直流扰动,用逆变桥开关侧输出电压中直流分量反馈构成闭环控制系统。最后在3 k W实验样机上进行了直流抑制实验,实验结果验证了文章所提方法的有效性。     

考虑电气化铁路影响的西藏电网谐振研究

谐波污染是电气化铁路给电网带来的主要电能质量问题之一。电力机车在不同牵引站间运行会改变电网阻抗特性,可能引发谐波放大与谐振。以西藏电网为例,采用模态分析法研究谐振问题。首先建立电网的节点导纳矩阵,并对其进行特征值分解;其次采用参与因子分析各母线对谐振的观测性与激励性;采用模态灵敏度分析电网中各元件对谐振的影响程度,论证了谐振与各站之间的线路长度密切相关,并进一步分析了不同线路长度下的谐振情况。以西藏电网中康莎索引站为例,对该站及其周边电网进行谐振研究,并验证了分析的正确性。通过所提方法,对含电气化铁路的电网规划具有指导意义,同时也能缓减、治理谐波谐振问题。     

考虑特高压和复杂接线的直流偏磁风险治理

准东—皖南特高压直流工程是世界上首个±1 100kV特高压输电工程,避免其可能造成的直流偏磁风险意义重大。为此,结合安徽电网规划情况,对接地极附近165km范围内的大地构造调研和现场实测反演得到等效的土壤模型,依据场路耦合理论建立安徽电网交流系统直流电流分布计算模型,计算各个变电站主变中性点电流,分析了直流偏磁对安徽省交流电网影响范围、影响程度及主要的影响因素,并探讨了换流站和特高压站变压器受直流偏磁的影响,针对各电压等级变电站提出直流偏磁抑制措施,制定治理原则,进一步探究综合治理方案,从而使治理效果、治理经济性达到较好的平衡。