一种简单通用的数据采集实用方法

以单片机89C52为核心元件进行设计,实时测量工频网络中的电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率,通过多周期同步记数法测量电压、电流信号之间的相位差φ.详细论述了该系统硬件各部分的工作原理及软件设计方法.     

基于C8051F120的数字式电能质量表设计与实现

研制了一种基于高档单片机C8051F120的电能质量表,介绍了硬件、软件和算法的实现方案。该装置直接从被监测的电网取用电源,对三相电压、电流信号进行采集分析,计算出频率、电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、直流分量、谐波幅值和总谐波畸变率等电能指标,可以通过液晶实时显示测量结果,也可以通过RS485网络实现联网运行。     

瞬时无功功率与传统功率理论的统一数学描述及物理意义

基于将传统功率理论中有效值、相位差、有功功率和无功功率等概念向瞬时值概念的自然扩展,建立了三相电路瞬时无功功率理论与传统功率理论的统一数学描述,深入分析了二者之间的关系,揭示了瞬时无功功率理论的物理意义。     

智能型无功补偿控制器的研制

以高速低功耗16位单片机为控制核心,配合16位同时采样ADC芯片,实现谐波条件下的对三相电压、电流真有效值、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、温度的实时精确测量,实现对电容器按特定逻辑投切,可满足电网无功补偿的快速性要求。介绍了该装置控制原理和控制电路主要构成,并且通过高精度功率信号源模拟,给出了主要的项目测试数据,基本证明设计正确无误。     

智能型无功补偿控制器的研制

以高速低功耗16位单片机为控制核心,配合16位同时采样ADC芯片,实现谐波条件下的对三相电压、电流真有效值、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、温度的实时精确测量,实现对电容器按特定逻辑投切,可满足电网无功补偿的快速性要求。介绍了该装置控制原理和控制电路主要构成,并且通过高精度功率信号源模拟,给出了主要的项目测试数据,基本证明设计正确无误。     

基于EDA9011的工频交流电参数测量仪

采用EDA90 11单相电参数数据采集模块 ,以单片机为核心设计一种参数智能测试仪 ,该测试仪可实现对工频交流电路的电流、电压的真有效值及有功功率、无功功率、功率因数及累计电量等电参数的数据采集     

基于两点电压电流瞬时值计算电气量的方法

从基本电路原理出发给出电压有效值U、电流有效值I、有功功率P和无功功率Q的定义。推导出由两点电压、电流瞬时值计算U、I、P和Q的公式。并用任意一组数据进行了验证     

小波滤波器组功率测量方法的分析

介绍了小波变换有效值、有功功率分频带测量的基本原理与算法,以及90°数字相移网络及基于该网络的无功功率分频带测量的基本原理与算法。基于小波功率分频带算法的原理,采用IIR小波多相滤波器组对西安化工厂的一组实际数据进行有效值、功率、无功功率的测量。实验结果表明,测量算法具有较高的准确度。此外,本文还从滤波器组幅频特性的角度,针对采用不同滤波器组产生不同测量准确度的现象,进行了较为深入的研究分析。最后简要分析了小波功率测量中的能量泄漏问题。     

智能型无功补偿控制器的研制

以高速低功耗16位单片机为控制核心，配合16位同时采样ADC芯片，实现谐波条件下的对三相电压、电流真有效值、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、温度的实时精确测量，实现对电容器按特定逻辑投切，可满足电网无功补偿的快速性要求。介绍该装置控制原理和控制电路构成，并通过高精度功率信号源模拟，给出了主要项目测试数据。     

双馈发电机定子PQ输出数值区间研究

为实现双馈发电机定子侧有功、无功功率调节时确保转子变流器处于安全工作区,并实现最大限度的风能利用,通过双馈电机等效电路中电压与电流方程的建立,推导得出转子励磁电流有效值与定子侧有功、无功功率输出数值区间的映射关系,通过旋转坐标系中电压方程与磁链方程的建立及推导对上述映射关系进行验证.并提出了一种基于该映射关系的优化无功输出控制方法.仿真结果表明:在维持转子励磁电流有效值恒定的条件下,通过无功功率负方向调节可以实现发电机定子侧有功功率的正方向调节;在维持发电机定子侧有功功率输出恒定的条件下,通过无功功率负方向调节可以实现转子励磁电流有效值的负方向调节.在转子励磁变流器安全工作区内,可通过有功、无功工作点位移提高双馈发电系统极限条件下的稳定性和对原动机机械能最大限度的电能转换.     

基于虚拟阻抗的多落点混合级联直流系统故障电流抑制方法

多落点混合级联直流系统存在特有的模块化多电平换流器(MMC)功率盈余问题。当受端交流系统发生短路故障时,MMC过流、过压将引起MMC阀组闭锁,进一步可能导致系统功率中断。多落点混合级联直流系统整流侧采用电网换相型换流器(LCC)、逆变侧采用LCC与多台MMC级联。针对该系统提出一种适用于受端交流系统故障的故障电流限制方法,在逆变侧MMC控制中引入虚拟阻抗降低故障电流,无需额外添加设备。对虚拟阻抗的控制引入、计算以及投入实现过程进行了详细阐述,并在PSCAD/EMTDC中搭建模型进行仿真分析。结果表明,所设计的虚拟阻抗控制器可以实现故障电流的有效抑制,并防止功率倒送,从而实现混合级联直流系统的交流故障成功穿越和功率可靠传输。     

采用VSG的柔性配电装备交流端口电压控制及稳定性分析

向负载供电及接纳分布式电源是柔性配电装备的重要功能,因此柔性配电装备端口控制至关重要。文中针对柔性配电装备交流端口电压控制问题,在虚拟同步发电机控制基础上,对三相进行独立控制,通过级联准比例-谐振电压外环、电流内环提高其动态性能。进而以单相为例,详细分析柔性配电装备交流端口输出电流对电压的影响,并提出电流前馈控制策略,保证负载变化、分布式电源接入等变化过程中交流端口电压的稳定。利用阻抗建模方法分析交流端口的输出阻抗,并根据广义奈奎斯特判据验证柔性配电装备交流端口向负荷供电及接纳分布式电源时的稳定性。通过仿真和相关实验验证了所提控制策略的有效性和正确性。     

PWM整流器无电压传感器预测电流控制

传统PWM整流器预测电流控制需借助交流电压传感器测量电网电压,针对电压传感器硬件成本高、安装困难及可靠性低等问题,提出将虚拟磁链引入PWM整流器预测电流控制方法中。建立两相静止坐标系下PWM整流器虚拟磁链数学模型,采用带有补偿项的一阶低通滤波器代替纯积分环节对电网虚拟磁链进行估计,解决因纯积分环节带来的积分初值和直流偏置问题,利用虚拟磁链计算瞬时功率和电网电压矢量幅值及相角,结合预测电流控制方法建立PWM整流器无电压传感器预测电流控制系统。仿真结果表明无电压传感器预测电流控制系统电网电压及电流相位同步,电网电流谐波畸变率低,直流母线电压准确跟踪其指令值,表明所提方法的有效性和可行性。     

孤岛型微网并联逆变器下垂控制策略研究

针对孤岛型微电网逆变器并联运行系统中由于系统交流母线至各逆变器线路之间的距离不同导致其输出总阻抗不同,使得系统的输出功率无法达到均分,产生功率环流等问题,在传统的P-V/Q-f下垂控制策略的基础上提出一种基于动态虚拟阻抗自适应的下垂控制策略。将虚拟阻抗设计成一个跟随系统电压和电流变化的动态虚拟阻抗。在动态虚拟阻抗回路的作用下,不断调整虚拟阻抗的值,以弥补系统电压降落,同时抑制功率环流。最后,通过建立MATLAB仿真模型对该方法进行仿真测试,通过仿真验证了该方法的可行性。     

基于反步法的多馈入直流输电系统调制控制器设计

该文将整个交直流混合电力系统建模为一个级联系统：直流系统为第一级,交流系统为第二级,并为多馈入直流输电系统设计了非线性调制策略：为交流子系统设计虚拟控制,该虚拟控制能够增强交流子系统的阻尼;对直流子系统进行调制策略设计,使得交流子系统的输出能够渐近地跟踪所要求的虚拟控制,并保证整个系统的状态不发散.所设计的调制策略提供了2个正定矩阵参数KD和KV.矩阵KD决定了虚拟控制增强交流系统阻尼的能力;矩阵KV决定了直流子系统的输出渐近地跟踪虚拟控制的能力.仿真结果验证了文中方法的有效性.     

两级式单相逆变器的二次功率解耦控制

两级式单相逆变器由前级DC/DC和后级DC/AC组成,通常利用负载电流前馈提高DC/DC的动态响应能力,但DC/AC输出瞬时功率的二次脉动,会由前馈通道使DC/DC的输入源产生二倍频电流。为了消除负载瞬时功率脉动对前级DC/DC的影响,提出在电压环引入串联虚拟阻抗以及增加电流环有功指令的前馈解耦控制方法,并推导出2条前馈通路的最优组合方式。在此基础上给出串联虚拟阻抗和有功电流前馈的优化选取方法以及控制器参数设计思路。该方法不仅能有效抑制输入侧的低频纹波电流,保证了系统的稳态性能,而且能够完整快速提取前馈分量,提高了DC/DC负载突变时的响应速度,实现了前后级之间的二次功率解耦。理论分析表明,所提控制既能满足二倍频电流抑制要求,又增大了电压环带宽,系统的动态特性更强。仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性。     

基于VSG技术的VSC-HVDC输电系统受端换流器控制策略

针对传统换流器控制策略下柔性直流（voltage source converter based HVDC,VSC-HVDC）输电系统难以有效参与交流系统频率的动态调节以及交直流系统间功率传输不平衡等问题,在对虚拟同步发电机（virtual synchronous generator,VSG）运行机制特性进行研究的基础上,提出了一种基于VSG技术的VSC-HVDC输电系统受端换流器控制策略。首先,基于VSC-HVDC输电系统拓扑模型,分析了换流站虚拟同步化的可行性;其次,将具有有功模糊PI下垂控制的VSG技术引入到高压直流输电系统,通过调整下垂系数,使柔性直流输电系统逆变器在稳态运行及暂态故障下可以保障系统有功功率平衡传输,使其具有协调控制交流系统频率和直流系统电压的能力;最后,在Matlab/Simulink中构建了一个三端系统用于仿真验证。结果表明：VSC-HVDC输电系统在采用VSG控制策略后,可以改善交流电网的惯性水平,使频率变化得到衰减,其调压控制功能也能在稳态和暂态下提供较好的功率支撑作用,有效提高了交直流系统的稳定性和可靠性。     

交直流混合微电网虚拟APF的研究

针对各种非线性负荷接入混合微电网导致交流母线电能质量恶化、交直流混合微电网电能需要双向流动的问题,提出一种虚拟APF拓扑结构及其控制策略。通过采用瞬时功率理论,设计了恒功率控制系统。依据交直流混合电力系统功率需求,控制虚拟APF灵活工作在有源电力滤波、整流和并网逆变三种工作模式。在实现直流微网与电力系统之间功率双向流动的基础上,对交直流混合微电网系统中谐波进行治理,提高了接口变流器的利用率,降低了系统运行成本。仿真验证了所提虚拟APF拓扑结构及其控制策略的正确性及可行性。     

基于储能稳压的交直流混合电能路由器协调控制策略

将交/直/交级联变换器、直流变换器、储能及其变换器通过公共直流母线组合,构成含两个交流端口、三个直流端口的电能路由器拓扑结构。分析典型运行模式并提出储能稳压的交直流混合电能路由器虚拟同步机协调控制策略:在交流单/双端并网模式下,通过储能稳定直流电压,两端交/直、直/交变换器通过虚拟同步机功率外环控制功率流向及大小;在交流双端离网模式下,通过储能稳定直流电压的同时,配合分布式电源为交直流负荷供电。所提策略无需模式切换,降低了控制复杂性,可实现电能路由器各模式下直流电压稳定、就地消纳分布式发电,保证交直流负荷持续稳定供电,还可实现双端并网时电网馈线间的柔性互联、电网故障时潮流转供以及双端离网下的自稳定运行,有效提高了低压配电网的供电可靠性。最后,通过仿真和实验验证了所提协调控制策略的正确性和有效性。