一种改进无锁相环FBD谐波和无功电流检测方法

谐波和无功电流的准确检测,是影响有源电力滤波器补偿性能的关键技术之一。针对传统FBD法在检测谐波和无功电流上的不足,提出一种改进无锁相环FBD检测方法。该方法利用基波正序电压提取环节代替锁相环电路,对两路线电压进行处理,得到与基波正序电压同频同相的三相参考电压信号,进而求取补偿指令电流。检测结果不受电网电压不对称和畸变的影响,消除了锁相环引起的误差。仿真分析和实验结果验证了该方法的正确性和可行性。     

一种改进的无锁相环FBD谐波电流检测方法

针对传统FBD谐波电流检测法在提取基波正序有功电流信号时存在误差较大的问题,提出了一种改进的FBD谐波电流检测方法。该方法利用瞬时对称分量法和同步基准变换法对三相电压进行变换,得到与基波正序电压同相位的基准电压信号来代替锁相环提取的电压正余弦量,计算出准确的三相瞬时正序有功等效电导,提取基波正序有功电流,最终获取精准的谐波电流。理论分析表明,该方法不受电网电压不对称和电流畸变的影响,消除了锁相环提取信号带来的误差,提高了检测精度且易于实现。仿真结果验证了该方法的精准性和可行性。     

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。     

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.     

D-STATCOM指令电流检测法的研究

提出了一种在电网电压不平衡且畸变情况下依然适用的补偿电流的准确检测法.该方法能快速检测并计算出电网基波正序电压的相位,从而在三相电压不对称且畸变时仍能准确检测出谐波和无功电流.仿真分析验证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。     

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.     

一种新的基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测算法

有源电力滤波器如果要同时补偿谐波及无功电流,能精确检测基波有功电流极为重要.针对传统ip-iq算法在三相电压不对称时,基波有功电流和无功电流的检测存在误差,提出了一种新的谐波电流检测算法,用α相正序基波电压eα来代替传统ip-iq算法中的锁相环单元,并对这两种算法进行仿真研究,结果表明在三相电压不对称时,仍能精确、快速、实时地检测基波有功和无功电流,值得应用推广.     

基于组合运算的不平衡电网谐波检测方法

针对三相不平衡条件下传统谐波检测中存在的缺陷,提出一种基于瞬时无功功率理论改进型i_p-i_q检测方法,该方法通过对三相电压进行坐标变换、三角函数变换及组合运算,提取基波正序电压,并将平均值滤波串入低通滤波器中以减小基波正序电流中的纹波。改进方法比传统i_p-i_q检测法能更准确、快速地检测出电网负序电流、谐波及无功电流,明显降低了基波正序电流的谐波畸变率(THD)和检测误差,仿真结果证明了该方法理论分析的正确性和可行性。     

三相电压畸变且不对称时电流基波正序有功分量的改进瞬时检测方法研究

电力有源滤波器是抑制谐波的有效手段,补偿分量的准确检测直接决定了它的补偿效果。提出了改进的三相电压畸变且不对称情况下的基波正序有功电流分量的检测方式,通过dq变换分别测出电压和电流基波正序分量的有效值和相位,求出准确的电流基波正序有功分量,从而得到需要补偿的电流分量。电压和电流基波正序分量的检测同步进行,减少了低通滤波器的延时,仿真结果说明了改进方式的有效性和正确性。     

一种改进的FBD指令电流检测方法研究

在有源滤波器设计中,指令电流的检测是控制与补偿的关键技术环节。在三相电压不对称情况下,由于a相电压与其正序电压之间存在相位差,使传统FBD检测法在提取指令电流时存在误差,针对此不足提出一种改进的FBD检测法,该方法通过瞬时对称分量法检测电网电压基波正序分量的相位,减小了因三相电压不对称而导致的检测误差,同时引入电流平均值理论提取等效电导的直流分量,提高了指令电流检测的动态响应能力。仿真结果表明,基于改进FBD法的有源滤波器能够快速准确地检测和补偿三相不对称系统中的谐波和无功电流。     

改善微网电能质量的有源电能质量调节器研究

提出在微网交流母线和低压配网公共连接点之间并入有源电能质量调节器,可改善微网电能质量,减小微网接入对低压配网电能质量的影响.提出了基于瞬时无功理论的同步锁相方法,准确分解出公共连接点电压基波正序分量,进而求得其相位.由补偿电流控制策略计算得到参考电流,控制有源电能质量调节器实时向微网补偿谐波电流和无功电流,即使在三相负载不平衡时,使公共连接点三相电流平衡且为正弦波,从而平衡公共耦合点的三相电压.Matlab/Simulink 仿真结果证明了所提同步锁相方法和补偿电流控制策略的有效性     

A novel approach to the design of a shunt active filter for anunbalanced three-phase four-wire system under nonsinusoidal conditions

A new approach is presented for the design of a shunt active filter in a three-phase, four-wire distribution system with unbalanced, distorted sources and unbalanced loads. The purpose of the shunt active filter is to provide compensation currents such that the source needs to supply balanced (positive-sequence) fundamental source current at unity power factor even though the load consumes harmonic currents as well as positive, negative, and zero-sequence currents. A major feature of the proposed approach is that it does not require symmetrical component transformation to transform the three-phase voltages and currents to α-β-o quantities. This makes practical implementation of the proposed method easier than the symmetrical component transformation approach. In addition, the power factor of the positive-sequence fundamental component is close to unity and only positive-sequence power is supplied by the source. The effectiveness of the proposed control algorithm is demonstrated by computer simulation and experimental results of a shunt active filter for a three-phase four-wire distribution system with distorted, unbalanced source voltages and unbalanced loads     

一种新的不平衡控制策略的研究

三相逆变器的一个重要的性能是在三相负载不平衡时仍能维持三相输出电压的对称性.传统的对称分量法与叠加原理虽然能在三相逆变器带不平衡负载时通过对输出电压正、负、零序分量的不同补偿来维持三相电压的平衡,但该方法运算量大,适时性差,不宜控制.针对大容量中频400 Hz逆变电源,提出了一种新的不平衡控制策略,即谐振控制器的控制方法.该方法可以使逆变器在带不平衡负载时仍能维持三相输出电压的平衡,并能同时应用于三相三线制和三相四线制系统.推导了它的两种实现方式.仿真结果验证了该方法能有效地抑制由不平衡负载引起的输出电压畸变,获得高质量的输出电压波形.     

Unified power flow controller models for three-phase power flow analysis

In this paper, three models of the unified power flow controller (UPFC) suitable for three-phase power flow analysis in polar coordinates are presented. The symmetrical components control model can be used to control the positive-sequence voltage of the shunt bus and the total three-phase active and reactive power flows of the transmission line while the injected shunt voltages and the series voltages are balanced, respectively; the general three-phase control model can be used to control the three shunt phase voltages and the six independent active and reactive power flows of the transmission line; the hybrid control model can be used to control the positive-sequence voltage of the shunt bus and the six independent active and reactive power flows of the transmission line. The proposed UPFC models were successfully implemented in a three-phase Newton power flow algorithm in polar coordinates. In the implementation of these UPFC models, transformers of some common connection types, which connect the UPFC with the network, are explicitly represented. Numerical results based on a five-bus system and the modified IEEE 118-bus system are given to illustrate the UPFC control models and demonstrate the computational performance of the three-phase Newton power flow algorithm.     

Continuation Three-Phase Power Flow: A Tool for Voltage Stability Analysis of Unbalanced Three-Phase Power Systems

In this paper, a continuation three-phase power flow (CTPFlow) approach in polar coordinates, which can be used to analyze voltage stability of unbalanced three-phase power systems, is proposed. Using CTPFlow, the PV curves of unbalanced three-phase power systems can be obtained. It is found that the patterns of the PV Curves of unbalanced three-phase power systems are quite different from that of balanced three-phase power systems or positive-sequence power systems. The investigations indicate that a CTPFlow is needed where there are unbalanced network or loads existing in a system. Numerical examples are given to illustrate the approach.     

分布式发电系统并网公共连接点电压幅相检测方法

提出一种新型三相幅相检测方法,该方法基于PQR变换,实现了三相电压基波正序、负序分量解耦。电网电压的基波正序分量和负序分量分离后,基波正序分量及基波负序分量的幅值和相位可以分别被检测出来。仿真结果表明,在电网严重谐波畸变条件下,提出的新型三相幅相检测方法克服了传统三相软件锁相环路存在的问题,能准确地跟踪基波正序电压的幅值和相位,在同等检测精度下有效提高了动态响应速度,可应用于分布式发电系统并网公共连接点电压幅相检测。     

降低电压不平衡度的三相并网逆变器阻尼控制策略

针对低压配电网中单、三相负载并存,导致三相电压失衡,提出三相并网逆变器降低电压不平衡度的阻尼控制策略。基于序分量法建立逆变器功率阻尼控制策略的数学模型,分析其电压不平衡抑制机理,阐明正序控制策略功率输出和阻尼控制策略降低电压不平衡度之间存在弱耦合关系,并在此基础上又进一步提出改进阻尼控制策略,简化了控制难度。对10节点不对称网络进行仿真分析,结果验证文章所提的控制策略能够实现逆变器向外输出有功功率和无功功率的同时,还能降低网络的电压不平衡度。     

非理想电网下三相LCL滤波并网逆变器对称电流控制

非理想电网包括电网存在不平衡、谐波畸变、频率变化等情况,在非理想电网下,三相电网中除正序分量外还含有一定量的负序、零序以及谐波分量。一方面,电网负序分量会使得d轴上含有2倍工频的脉动,从而导致锁相环锁相失准,虽然通过增加适当的滤波器可以滤除脉动量、提高锁相精度,但难以同时保证较好的频率适应性;另一方面,电网的负序及谐波分量易导致进网电流不对称且谐波含量增大,污染电网。针对上述问题提出了采用变采样周期锁相环(VSP-PLL)和电网负序电压前馈的方案,并结合逆变侧电流反馈控制以实现对称电流控制,最后,在一台5 k W三相LCL滤波并网逆变器样机上进行了实验验证。实验结果证明了方案的有效性。