矢量理论在谐波和无功电流检测中的应用与改进

基于通用瞬时无功功率理论,对矢量理论在有源电力滤波器的谐波和无功电流检测算法中的应用进行了分析和改进。改进的算法针对电网电压存在谐波分量的情况,在保证补偿前后系统有功功率保持不变及不严重影响算法运行时间的前提下,在基准电流求取过程中增加了电压基波正序分量的检测环节,保证补偿后电流与供电电压基波正序分量同相位,完全消除三相四线系统中的谐波无功和不平衡分量。通过Matlab仿真给出了有源滤波器在电压含有零序分量及谐波分量情况下基准电流的检测结果,表明了该方法的准确性。     

矢量理论在谐波和无功电流检测中的应用与改进

基于通用瞬时无功功率理论,对矢量理论在有源电力滤波器的谐波和无功电流检测算法中的应用进行了分析和改进.改进的算法针对电网电压存在谐波分量的情况,在保证补偿前后系统有功功率保持不变及不严重影响算法运行时间的前提下,在基准电流求取过程中增加了电压基波正序分量的检测环节,保证补偿后电流与供电电压基波正序分量同相位,完全消除三相四线系统中的谐波无功和不平衡分量.通过Matlab仿真给出了有源滤波器在电压含有零序分量及谐波分量情况下基准电流的检测结果,表明了该方法的准确性.     

基于瞬时对称分量法的三相四线制D-STATCOM控制研究

配电网中三相负载不对称,会导致三相电流电压不对称。基于瞬时对称分量法对三相电压和电流量进行分解,提出了一种新的正序、负序和零序电流直接控制方法,应用于三相四线制配电网并联型D-STATCOM(配电网静止同步无功发生器)。正序电流控制使D-STATCOM发出电网中需要补偿的无功电流和谐波电流;负序、零序电流由abc坐标系转换到dq0同步旋转坐标系与期望值0做差进行控制,用以补偿三相负荷不平衡。仿真结果表明,所提出的控制方法可以使D-STATCOM有效补偿配电网三相负荷不平衡,提高配电网功率因数,同时消除非线性负荷引起的电流畸变。     

改进型的i_d-i_q谐波检测方法研究与仿真

准确、快速、易于实现的谐波检测方法对有源电力滤波器的控制十分重要。在总结现有谐波检测理论的基础上提出了一种谐波检测方法,该方法不受电源电压畸变影响。通过对三相电源电压的预处理分离出电压正序分量,进而利用d-q变换实现了电流基波正序有功分量的准确检测。研究结果表明,该算法在理想电网电压和畸变电网电压条件下,均能获得正确的基波正序有功和无功电流,为在有源电力滤波系统中实现对谐波电流、无功电流和不对称分量的综合补偿提供了合理的参考指令电流。     

具有不平衡负载的功率因数补偿策略的研究

将单相谐波和无功电流检测方法应用于三相系统中。在每相中分别采用与电网电压同频同相的单位正弦和余弦信号与该相负载电流相乘,经过低通滤波和处理后得到各相的瞬时基波有功电流和瞬时基波无功电流,进一步可得到谐波指令电流,和补偿谐波、无功及不平衡电流的指令电流,通过该电力滤波器补偿后,解决了三相不平衡问题,得到高的功率因数。通过仿真研究,证明了该方法的正确一性。     

基于序分量法的D-STATCOM直接功率控制策略研究

将基于序分量法的P-DPC引入到配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)的控制研究中,来解决传统预测直接功率控制策略只可控制补偿负荷无功功率的问题。将电网电压不对称因素考虑在内,利用瞬时对称分量法对各个采集电气量进行序分解,构建正、负序等效电路。无功和三相不平衡负荷补偿时,根据序网络等效电路分别推得正、负序功率预测模型。基于正序功率预测模型的P-DPC算法控制D-STATCOM补偿负荷无功,而基于负序功率预测模型的D-DPC算法控制补偿负荷所需负序电流。两种算法相互牵制,严格控制了D-STATCOM的输出电流,消除了装置在电网电压不对称时可能产生的过流威胁,实现了负荷无功和平衡化补偿。仿真结果表明,不论电网电压对称与否,该控制策略都能良好地补偿负荷的无功和负序电流,确保电源侧三相电流平衡且单位功率因数运行。     

基于电网电压定向矢量变换的SVC平衡化补偿策略

冲击性负荷会引起供电系统严重的电压波动和三相不平衡,对其进行平衡化补偿具有重要的意义。将矢量控制思想移植到动态无功补偿中,建立晶闸管控制电抗器(TCR)型静止无功补偿器(SVC)平衡化补偿策略。该策略通过在电网电压稳定条件下对负荷电流进行矢量变换,实现其基波正序、负序分量的分离以及基波有功、无功分量的解耦,最后利用低通滤波器检出有用直流信号并计算出补偿电纳。仿真及实验表明,该策略具有较高的精度和优良的动态性能,其补偿效果不受负荷谐波电流的影响。     

三相电压不对称时谐波和无功电流的准确检测新方法

基于理论推导和分析,指出了在三相电压不对称时,应用瞬时无功功率理论检测谐波和基波正序有功及无功电流分量存在的问题。提出了一种准确检测这些电流分量的方法,即先构造出一个理想的基波对称系统,使该三相系统的电压等于原来非对称系统的基波正序电压,在此基础上进行谐波和无功电流的检测。对该检测方法进行了理论分析和仿真,仿真结果证明了在三相电压不对称时该检测方法仍然能正确地检测出谐波和基波有功、无功电流。     

三相电压不对称时谐波和无功电流的准确检测新方法

基于理论推导和分析,指出了在三相电压不对称时,应用瞬时无功功率理论检测谐波和基波正序有功及无功电流分量存在的问题.提出了一种准确检测这些电流分量的方法,即先构造出一个理想的基波对称系统,使该三相系统的电压等于原来非对称系统的基波正序电压,在此基础上进行谐波和无功电流的检测.对该检测方法进行了理论分析和仿真,仿真结果证明了在三相电压不对称时该检测方法仍然能正确地检测出谐波和基波有功、无功电流.     

基于对称分量法的三相电路谐波和无功电流检测新方法

提出一种基于对称分量法的谐波和无功电流检测新方法。首先将三相电路作为三个单相处理,分别检测出各相电流基波有功分量和基波无功分量的幅值,由对称分量法推导出三相电流正序基波有功分量和正序基波无功分量幅值与各相电流基波有功分量和基波无功分量幅值的关系。而三电流正序基波有功分量分别与该相电网电压同相,正序基波无功分量与该相电网电压垂直,从而可以根据补偿目的直接组合出所要求的电流量。     

电压不平衡下正序有功有源装置补偿特性研究北大核心

介绍了应用于低压配电网三相四线系统的电力电子动态有源补偿装置,分析了基波正序电流分量检测方法的基本原理,利用此种控制方式的配电网有源补偿装置在谐波、无功、三相不平衡方面的补偿特性。在Matlab/Simulink环境下仿真证明此种检测方法的可行性和对三相负载不平衡情况下的良好补偿特性,尤其是在三相电压不平衡的情况下,最后通过开发样机证明了此种理论在补偿配电台区无功情况下的有效性。     

电压不平衡下正序有功有源装置补偿特性研究

介绍了应用于低压配电网三相四线系统的电力电子动态有源补偿装置,分析了基波正序电流分量检测方法的基本原理,利用此种控制方式的配电网有源补偿装置在谐波、无功、三相不平衡方面的补偿特性。在Matlab/Simulink环境下仿真证明此种检测方法的可行性和对三相负载不平衡情况下的良好补偿特性,尤其是在三相电压不平衡的情况下,最后通过开发样机证明了此种理论在补偿配电台区无功情况下的有效性。     

改进型STATCOM控制策略研究

非线性负载与不平衡负载广泛存在于配电网中,一般补偿装置无法满足补偿需求,为此提出一种改进型STATCOM的控制策略。该策略以无功补偿为主、指定次谐波电流和基波负序补偿为辅,对负载电流进行检测,将检测到的电流通过PI控制器,使得STATCOM的补偿电流能够精确跟踪无功、谐波和基波负序指令电流。通过电压空间矢量调制实现对无功电流、指定次谐波电流、基波负序电流的补偿。PSCAD仿真结果表明,该策略完成了对配电网电能质量问题综合治理的目标。     

一种适用于独立小容量交流电网的APF电流基准产生方法

基于通用瞬时无功功率理论，针对独立小容量电网电源内阻抗相对较大引起电压出现零序分量的情况，对APF电流基准算法进行了分析和讨论。对交叉矢量算法进行改进，在保证补偿电流与电源电压正交的条件下使补偿后的电源电流不含零序分量，完全消除三相四线系统中的谐波无功和不平衡状况。以飞机交流电网为例，通过仿真和实验给出了飞机APF在不同条件下基准电流检测的效果，证实了所提方法的正确性和实用性。     

动态无功补偿器的负序分量和特征谐波补偿算法

从能量保持恒定的角度采用直流侧电压控制方法对三相动态无功补偿器进行设计,在三相负荷不对称的情况下。提取三相不对称负荷的基波负序分量,对动态无功补偿器的算法进行了负序分量补偿。同时,通过对稳定谐波源进行谐波分析,提取其特征谐波进行补偿,可以起到补偿无功和谐波的作用。仿真结果表明在不对称谐波源情况下。叠加负序分量补偿后的三相系统电流完全对称,并可滤除负荷特征谐波含量。采用上述算法的动态无功补偿器可以通过对负荷的分析,根据负荷及实际的装置进行控制策略调整。具有较大的工程实际意义。     

四桥臂三相四线制并联型APF-STATCOM

通过增加畸变相位闭环控制环节准确锁定基波正序电压初相角,提出了一种能在电网电压不平衡或畸变时准确检测出基波正序有功电流和无功电流的谐波和无功电流检测算法,且可直接适用于三相三线或四线系统;给出了一种能在电网电压不平衡或畸变时对基波正序无功功率进行独立补偿的解耦控制方案。基于所提检测方法及控制方案,四桥臂三相四线并联型APF-STATCOM能在电网电压不理想和负载不对称且非线性的条件下实现用同一原理同时实现谐波抑制、无功和负载不平衡补偿这几种功能。理论推导验证了所提检测方法的正确性,基于Matlab/Simulink的仿真结果证明了所提检测方法及控制方案的有效性,并且具有良好的动态特性和快捷的无功阶跃响应。     

有源不平衡补偿装置的3次谐波电流抑制方法

有源不平衡补偿装置可以完全实时补偿低压配电网三相负荷的不平衡功率,但是不平衡补偿功率会导致补偿电流发生畸变。分析了补偿电流发生畸变的机理,指出有源补偿装置输出的负序功率将导致直流侧电压的二倍频波动,进而通过直流电压自励控制环路在补偿电流指令中引入了3次谐波分量。提出了一种阻断直流电压二倍频波动传递环路的3次谐波消除方法,实验结果表明了这种方法的有效性。     

并联型有源电力滤波器两种控制方法的性能分析

通过分析有源电力滤波器的补偿谐波的工作原理,提出了一种基于功率平衡双闭环的新型控制方法,将逆变器输出电流的参考值直接从负载电流中减去基波有功分量,消除了谐波检测的过程,控制更简单,但稳态误差大,动态稳定性差.在此基础上提出了基于瞬时无功理论负载谐波电流前馈的控制方法,采用三相锁相环对电网电压的相位进行跟踪锁定,使谐波电流检测、系统谐波及无功补偿更精确.通过Matlab仿真研究及对两种方法的性能进行对比,加负载谐波电流前馈能起到更好的补偿效果.     

非正弦不平衡电流全参量的检测方法

为了克服传统检测方法在非正弦不平衡系统中检测的单一性,在对称分量法基础上提出一种计算矩阵,可将任意次的正、负、零序电流,广义无功电流,以及各相中的不平衡谐波、不平衡有功、不平衡无功电流,单相基波功率因数等参量一次计算出来。该方法的原理是在检测出基波不平衡电流的基础上利用幅相计算原理建立计算矩阵,即可方便计算出多种电参量。该方法可用于三相三线(四线)制和单相系统中,对电力系统自动化装置的检测及各种拓扑结构的电能质量治理装置的补偿量检测也适用,尤其在要考虑装置补偿容量以及装置能否补偿有功功率不平衡时可进行灵活选择补偿。理论分析和算例实验均表明了该方法的正确性和可行性。     

四桥臂三相四线制并联型APF-STATCOM

通过增加畸变相位闭环控制环节准确锁定基波正序电压初相角,提出了一种能在电网电压不平衡或畸变时准确检测出基波正序有功电流和无功电流的谐波和无功电流检测算法,且可直接适用于三相三线或四线系统;给出了一种能在电网电压不平衡或畸变时对基波正序无功功率进行独立补偿的解耦控制方案.基于所提检测方法及控制方案,四桥臂三相四线并联型APF-STATCOM能在电网电压不理想和负载不对称且非线性的条件下实现用同一原理同时实现谐波抑制、无功和负载不平衡补偿这几种功能.理论推导验证了所提检测方法的正确性,基于Matlab/Simulink的仿真结果证明了所提检测方法及控制方案的有效性,并且具有良好的动态特性和快捷的无功阶跃响应.