低压配电网三相电压不平衡分析及抑制综述*

在低压配电网中单相负荷的随机性和不确定性导致电网的电能质量问题愈发严重,针对三相电压不平衡对电网带来的安全稳定问题越来越凸显,着眼于三相电压不平衡产生的原因及现状分析,探讨提高检测不平衡电流的精度和速度的方法,以便对三相电压不平衡进行更好的治理,同时提高电力系统电能质量,确保电网安全稳定运行。     

电压不平衡与风电厂运行之间相互影响的研究

通过对电网各相潮流分析可见：弱电网中风力发电机组的运行不仅受到风速变化的影响，还受到电网电压变化和三相电压不平衡的影响。本文进行了含风力发电机组电网的动态三相潮流计算，从而对于电压不平衡在电网与并网风机之间相互影响中的作用进行了评述。     

电压不平衡对电动机性能的影响

工业供电电网承担的负载比较繁杂,有单相,也有三相,各供电点的三相电压不可能完全平衡。因此,三相电动机运行时,其端子电压也不是完全平衡。三相电压不平衡,电动机的三相电流就不平衡,当电动机以额定功率运行时,三相中的一相或两相的电流将超过额定值,其余相可能低于额定值,超过额定值的相绕组温升将会增加。不平衡的三相电压系统含有负序电压分量,它将在电动机气隙中形成逆转磁场,产生制动转矩,劣化电动机运行性能。严重时,电动机不能正常起动和运行。本文仅就电压不平衡对电动机性能的影响和运行中应注意的问题作简单的探讨。     

电流接地系统电压不平衡分析及对策

小电流接地系统中母线电压不平衡现象普遍存在,应引起重点关注.对小电流接地系统中三相电压不平衡的影响因素、表现形式进行了分析和总结,探讨了母线电压不平衡的判别方法和处置措施,以保证供电质量和电网的安全运行.     

弱电网情况下基于改进型有限集模型预测控制新型三相三电平整流器的研究

传统三相三电平整流器开关多、控制复杂、损耗大,为此提出一种新型三相三电平整流器拓扑.在弱电网中,电网电压不平衡现象不可避免,当电网电压不平衡时,传统的控制算法计算量大、控制复杂且电网电流畸变严重.为使新型三相三电平整流器在弱电网条件下正常运行,提出一种改进型有限集模型预测控制方法,实现电网电流的快速跟踪、谐波抑制及直流...     

关于TN-S系统中PE线电流的测试研究

在TN-S系统的三相交流电路中,无论各相导体对PE导体的3n次谐波电压是否相等、无论各相导体对PE导体的分布电容的大小如何,三相相导体对PE导体的3n次谐波电压,通过它们之间的分布电容都会在PE导体上产生各自的电容电流,并且在PE导体上叠加;当三相基波电压和其他各次谐波(3n次谐波除外)电压不对称时,其各次电压的零序分量,通过相导体与PE导体之间的分布电容也会在PE导体上产生各自的电容电流。     

电网电压三相不平衡时CVUF相角因素对异步电机运行性能影响

电网电压不平衡会对异步电动机的运行造成不良影响,因此研究三相电网电压不平衡时复数电压不平衡度(CVUF)的相角因素对异步电动机运行性能的影响。首先分析了三相绕组电压幅值、相位和CVUF间的关系,基于此,以1台5.5 kW Y132S-4异步电动机为例,在正序电压380 V、CVUF幅值恒定以及75%负载条件下,分析了CVUF相角因素对异步电机的定子电流、损耗、转矩性能的影响。结果表明:异步电机定子三相电流均随CVUF相角呈正弦规律变化,为避免带载能力下降过多及绕组过热,异步电机应避免运行在定子电流最大值处;CVUF相角对各项损耗、起动性能及稳态转矩脉动分量影响较小。最后计算了不同电压平衡条件下的异步电机三相定子电流和内部各项损耗,结果与实测结果基本一致,证明了理论分析的正确性。     

级联H桥STATCOM抑制电网电压不平衡控制策略研究*

针对不平衡负载引起的电网三相不平衡问题,提出利用STATCOM输出负序电流的方式来保证交流侧PCC处电网的平衡。该方案主要采用了直流侧电压均衡控制、三相级联H桥调制部分、电压和电流双闭环、正负序提取算法、负序电流前馈等控制算法。仿真和试验表明,该方法可在保证直流侧电压稳定的基础上,有效解决由负载不平衡引起的电网不平衡问题。     

电网电压不平衡下三相VSR的优化控制策略

电网电压不平衡时,以电网平衡为约束所设计的三相电压型PWM整流器(VSR)会出现不正常的运行状态.其交流侧将产生负序电流,使网侧电流严重不对称.提出了基于同步旋转坐标系的三维复空间瞬时功率定义方法,适合于三相VSR不平衡控制和功率分析.同时在此基础上提出抑制交流侧负序电流的控制策略,最后进行了系统仿真.结果表明,该控制...     

配电网三相不平衡过电压有源抑制方法研究

分析三相不平衡电压的产生机理,提出有源抑制方法,设计了有源逆变装置,等效为可控电流源,安装在中性点与地之间,优化控制注入电流的大小和相位,能强迫电网三相电压平衡。仿真分析和样机实验测试结果表明,该方法不需要测量线路对地参数,抑制三相不平衡过电压速度快、准确度高,甚至能将中性点位移电压抑制到零。     

低压配电网三相不平衡动态补偿措施及实验研究

低压配电网中三相不平衡会导致负序电流的产生,负序电流会在电网中产生损耗,并影响变压器及电动机的正常运行。为消除三相不平衡现象,利用双向晶闸管控制电抗器、电容器并配合12脉动技术,平衡低压电网三相不平衡,消除负序电流。根据补偿原理,设计硬件系统和软件系统,搭建实验平台进行研究。结果表明,该设计能实现节能降损,另外,12脉动技术降低了晶闸管向系统中注入的谐波,改善了电压质量,无需滤波器,节省成本。     

浅谈三相五线制供电方式

１概述在三相四线制供电系统中，把零干线的两个作用分开，即一根线做工作零线（N），另外用一根线专做保护零线（PE），这样的供电结线方式称为三相五线制供电方式。其结线方式如图所示。三相五线制结线图该结线的特点是，工作零线N与保护零线PE除在变压器中性点共同接地外，两线不再有任何的电气连接。由于该种结线能用于单相负载、没有中性点引出的三相负载和有中性点引出的三相负载，因而得到广泛的应用。在三相负载不完全平衡的运行状态下，工作零线N是有电流通过且是带电的，而保护零线PE不带电。因此该供电方式的接地系统完全具…     

电网电压不平衡下星形级联H桥STATCOM的三相直流电压偏离控制策略

电网电压不平衡下,星形级联H桥STATCOM的三相直流电压通常被控制为相等。然而,为了应对电网的负序电压,三相调制波会变得不平衡。不平衡的调制波会减少STATCOM输出电压的阶梯数,同时还会使得三相直流电压的二次脉动不平衡,由此增加了输出电流的高频与低频的谐波含量。不仅如此,输出电流中还需要注入负序分量用来重新分配三相有功功率实现三相直流电压均衡,由此不利于电网的电能质量。为了提高电流的质量,在电网电压不平衡下将三相直流电压调节为不相等值,从而保证三相调制波的平衡且三相调制最大。基于这个思想,通过正负序分离,在满足电流平衡的前提下推导出三相直流电压参考值。同时,为了维持三相直流电压的稳定,推导了由三相直流电压偏差所产生的输出零序电压,由此分析STATCOM三相输入的功率流,发现由负序电压和零序电压产生的功率相互抵消,这就意味着STATCOM的三相直流电压可以自稳定,无需注入额外的负序电流用来实现三相直流电压稳定。最后,搭建400 V/±5 kvar的星形级联H桥STATCOM样机,验证了提出方法的可行性与有效性。     

不平衡电网电压下双馈感应发电机系统串联和并联网侧变换器协调控制策略

不平衡电网电压条件下,双馈感应发电机定、转子电流会出现不平衡现象,影响机组安全稳定运行,且系统输出功率产生2倍频波动。为显著提高双馈风力发电系统的运行性能和输出品质,首先通过分析双馈风力发电系统采用串联网侧变换器的运行机理,提出以维持定子三相电压平衡为目标的串联网侧变换器控制策略,并保证风机定、转子三相电流平衡;在此基础上,通过分析并联网侧变换器在电网电压不平衡条件下的数学模型,推导并建立并联网侧变换器在不平衡电网电压条件下2倍频功率的控制方程;计及串联网侧变换器产生的功率2倍频分量,提出基于降阶谐振功率补偿器的并联网侧变换器控制策略,达到同时抑制系统输出有功、无功功率2倍频波动的目的。最后基于PSCAD/EMTDC平台搭建双馈风力发电系统仿真模型,验证所提策略的正确性和有效性。     

秦山第二核电厂500kV出线三相电流不平衡现象的测试及分析

超高压输电线路中都存在不同程度的三相电流不平衡现象,作者通过对秦山第二核电厂500kV出线的三相电流不平衡现象进行综合测试和定性分析,提出电网元件不对称和线路潮流的变化是产生三相电流不平衡的主要原因,并提出了相应的对策;认为从电网安全的角度来讲,目前秦二厂出线的三相电流不平衡不会对电网及核电厂的安全运行造成影响.     

电气化铁路接入末端电网的三相不平衡影响因素分析

近年来,伴随着电气化铁路接入新疆电网,致使新疆电网末端弱联系地区电能质量问题突显出来,文中针对格库铁路接入新疆巴州地区电网带来的三相不平衡问题开展影响因素分析。首先,根据三相电压不平衡的概念及表达式开展电气化铁路负序三相不平衡的分析计算,得出三相不平衡的影响因素;然后,基于电力电气以及电能管理的综合分析软件(简称ETAP)搭建格库铁路接入新疆电网的典型仿真模型,仿真分析格库铁路接入末端弱联系电网带来的三相不平衡问题的影响因素;最后,分析基于实测数据的负序电流及电压产生的三相不平衡对电力系统及用户的影响,并利用ETAP软件分别从电铁侧和电网侧验证改善三相电压不平衡措施的有效性。     

三相电压不对称跌落光伏并网逆变器控制方法

为了满足光伏并网逆变器在三相电网电压不对称跌落情况下的低电压穿越能力的要求,提出了一种电流正负序同步旋转坐标独立控制的方法,以抑制负序电流和并网电流谐波,使得光伏并网逆变器在三相电网电压不平衡跌落过程中能够正常运行,且不影响电网电能质量。特别地,对电网电压正负序分量的检测进行了详细研究,分析了两种不同的电网正负序分量检测方法的优缺点,优选一种方法进行了实验验证。所提出的低电压穿越控制方法通过了国家电网的零电压穿越认证,证明了该技术方案的有效性。     

容错型三相并网变换器线性调制函数分析

分析故障后不同电压矢量调制算法,并指出各种矢量调制算法之间的本质区别。利用几何相似原理,计算各个扇区零矢量作用时间。推导中性点电压数学表达式,电容中性点电压波动是呈电网频率波动;中性点电压偏置是由畸变电流或电容初始电压不均衡造成的。进一步分析中性点电压不平衡对系统线性调制的影响。分析发现,传统调制度M无法评估故障后变换器的调制性能,变换器并网电流存在低次谐波及三相不平衡电流。为此,定义新的线性调制函数,该函数可准确描述线性调制与电压偏置和负载电流之间的数学关系。利用该函数可进一步计算线性调制所需直流电压。实验结果证实,所提线性调制函数能确保容错运行的变换器完全运行于线性调制区域,大大降低并网电流中的低次谐波电流及不平衡电流,避免发生二次故障。     

逆变型分布式电源的公共连接点电压调整方法

为了提高逆变型分布式电源调整公共连接点电压的效果,分析了逆变器并网时发出或吸收无功功率与电压的关系。在电网三相平衡与不平衡的情况应用瞬时功率理论,并结合对功率的模糊控制与对参考电流的正负序双电流独立内环控制,提出一种基于控制的公共连接点电压调整方法。该控制方法在电网正常运行与电压凹陷情况下均能有效调整公共连接点电压;在不平衡电压凹陷发生时能降低系统不平衡度。仿真结果验证了该方法对电压调整的有效性与自适应性。     

基于态势利导的同步逆变器负序电流抑制方法

电网电压不平衡时,同步逆变器并网运行输出负序电流导致三相并网电流严重不平衡,进而使电网不稳定加剧,制约了其在新能源并网中的应用。针对此问题,对电网电压与逆变器输出电压未能同步而产生的不平衡电流进行机理分析,提出了一种抑制负序电流的新方法。该方法首先对逆变器输出电流进行态势预测,提前预知电流态势信息,然后将预测所得电流变化量转化为相应电压变化量作为前馈信息输入同步控制系统进行实时补偿,可实现同步逆变器态势利导下的快速预防控制。仿真结果表明,所提方法有效抑制了电网电压不平衡时的负序电流,降低了电流不平衡度,并提高了控制系统的动态性能。