背景谐波电压环境下的负载谐波电流检测方法

针对现有谐波电流检测方法未考虑公共连接点处谐波电流的耦合现象而导致谐波治理效果不理想的问题,提出了一种有效解决该问题的负载谐波电流检测方法。在分析现有检测方法不足的基础上,借鉴德国DIN40110-2标准分解电流的思想,以谐波电压为基准,依据等效前后负载消耗有功功率不变的原则,定义了谐波等效电导、集总谐波电压和集总谐波有功功率。利用希尔伯特变换对谐波电压进行移相。进而定义了集总谐波无功功率和谐波等效电纳,分解出由背景谐波电压产生的谐波电流。据此,可检测出负载谐波电流,实现背景谐波电压环境下对负载谐波电流的补偿。仿真分析及实测数据验证结果表明：采用所提方法对检测到的谐波电流进行补偿,可有效提高公共连接点的谐波治理效果。     

负序和谐波条件下功率因数适用性分析

在负序和谐波条件下,系统中的能量流动更加复杂多变,功率因数计算方法存在争议。为分析负序和谐波条件下功率因数的适用性,首先要确定功率定义是否合理。基于电力系统中功率损耗和视在功率的平方近似满足线性关系这一特性,分别建立不同负载特性下的系统功率损耗模型,通过MATLAB仿真模型分析负序和谐波条件下传统功率理论和等效功率理论的合理性,结果表明在负序和谐波条件下等效功率因数能准确计量系统的功率因数。     

基于谐波畸变率和负载率的变压器损耗及寿命损失分析

本文对变压器谐波条件下的损耗及寿命损失进行了量化研究。首先建立了谐波条件下油浸式变压器的有功功率损耗的分解模型,得出了功率损耗相对谐波电流畸变率和变压器负载率的表达式,结合变压器最热点温升与有功功率损耗的关系以及变压器寿命损失与最热点温升的关系,建立了油浸式变压器寿命损失与谐波电流畸变率和变压器负载率关系的模型。分析了不同谐波畸变率和负载率下变压器谐波损耗和寿命损失的变化规律,以某型变压器为例进行了谐波条件下损耗和寿命损失的计算。本文对制定针对性措施以提高变压器谐波条件下的运行经济性具有参考价值。     

改进的低损耗并网逆变器双矢量模型预测电流控制方法

针对传统单矢量模型预测控制负载电流谐波含量大和多矢量模型预测控制开关频率高、功率损耗大的问题,在给出传统双矢量并网逆变器模型预测电流控制方法的基础上,提出改进的低损耗并网逆变器双矢量模型预测电流控制方法。该方法结合无差拍控制思想计算目标参考电压矢量,以电压矢量为目标函数,并通过优化电压矢量选择,减少了控制算法计算量,降低了负载电流谐波含量、逆变器开关频率和功率损耗,从而提高了并网逆变器的运行效率。通过仿真和实验对比研究了传统单矢量法、传统双矢量法和所提方法的控制效果,并验证了所提方法的有效性。     

并联型有源滤波器精细化补偿方案

有源电力滤波器(active power filter,APF)的2个重要性能指标:1)高补偿性能;2)装置容量灵活运用。针对补偿容量的可调度性和灵活性,提出了一种根据非线性负载产生不同次谐波有功功率潮流的流向进行谐波的精细化补偿方法。对不同次谐波的有功分量和非有功分量分别进行提取检测,判定该次谐波的有功潮流是否流入网侧:如果流入网侧,则造成污染,进行有功分量和非有功分量的全补偿;如果没有流入网侧,则只对非有功分量部分进行补偿。设计了重复PI复合控制策略,在保证系统更好的稳定性、良好的动态跟踪性和零稳态误差的前提下,只补偿网侧馈线电流中注入电网造成污染的谐波分量。通过Matlab/Simulink仿真验证,相比传统的补偿方法,所提精细化补偿方案在实现了小容量的APF补偿容量的同时有效地抑制了非线性负载注入电网的谐波污染;在相同补偿容量下,所提补偿方案可以进一步降低谐波畸变率。     

下垂控制下柔性配电网有功功率调制技术

为解决传统配电网馈线负载不均衡情况,利用多端SOP构成柔性配电网,结合下垂控制提出一种基于均衡控制的功率调制技术;通过采集馈线送出功率实时调节下垂控制换流器的有功功率给定命令均衡接入多端SOP的各回馈线负载均衡.利用PSCAD/EMTDC搭建柔性配电网模型验证所提方法的有效性,对基于多端SOP的柔性配电网推广具有一定指导意义.     

带畸变负载变压器谐波损耗的简易数字测量法

介绍了供给非正弦负载变压器谐波损耗的简易数字测量方法：仅用与变压器输出端电压、电流工频分量相对应的有功功率P21和传输给负载的有功功率P2间的差值来表示变压器中的谐波损耗,不必使用高压侧的传感器,且P21和P2都是从处理相同数字信号的同一仪表中获取,因此该测量方法不仅简单易行,而且测量结果更加准确。     

通用瞬时功率定义及广义谐波理论

传统功率理论无法对非正弦电路中的功率现象加以解释,现有的瞬时功率理论的物理意义又都不够明确。针对这一问题,该文提出了一种基于最小传输能量损失的有功及无功功率定义,给出了数学模型及简化解。该定义物理意义明确,能够与传统正弦电路功率理论、弗兰芝（Fryze）单相无功理论和赤木泰文（H.Akagi）三相无功理论相统一。在该定义体系中,单相电路与三相电路的有功、无功确定原则是一致的。该文还提出了一种广义谐波理论,该理论所定义的谐波不仅具有传统的傅立叶谐波的两两正交的优点,而且可以直观地衡量负载的非线性程度,并将谐波理论与本文所提功率理论相统一。     

一种多谐波激励下取向硅钢片的磁滞及损耗特性预测方法

基于损耗分离与场分离的统一性,利用Preisach模型实现静态磁滞损耗的计算,提出单一频率正弦激励下异常损耗参数辨识的改进方法,有效地提高了正弦激励下动态磁滞模型的计算精度。利用软磁磁性能测量系统,基于取向硅钢片在多个不同单频正弦条件下的损耗测量结果进行参数提取,构造多谐波激励下异常损耗对应场量的表达式,从而提出任意复杂多谐波激励下取向硅钢片的动态磁滞模型。在多种不同工况下,将动态磁滞回线及总铁耗的预测值与测量值进行对比,二者较为吻合,说明了文中所提模型的有效性和通用性。     

单相电路谐波电流的一种快速跟踪算法

根据非线性负载的等效电路模型,提出了一种基于快速跟踪算法的有源电力滤波器单相电路谐波电流检测方法。使用该方法先计算出产生基波有功电流的电阻部分对应的电导,然后求出基波有功电流,再用负载电流减去基波有功电流,得到实际补偿的谐波及无功电流。该方法能快速跟踪产生基波有功电流的电阻部分对应的电导,特别是当负载电流突变时。理论分析和仿真研究证实了该方法的正确性。     

基于电容器投切法的牵引供电系统谐波阻抗测试分析

针对牵引供电系统供电拓扑结构复杂、系统等效阻抗难以精确计算等特点,提出基于电容器投切法的谐波阻抗测试方法。并联电容器开关闭合的过程可以等效为一个谐波源向系统注入谐波电流,基于此建立了阻抗测试系统用于处理拓扑结构特殊的牵引供电系统,该阻抗测试系统由27.5 kV/380 V的变压器、电容器、开关和负载阻抗组成。考虑到现场测量中存在背景谐波、噪声等干扰,利用波动量法和小波分层算法对采集信号进行处理。基于Simulink仿真平台搭建牵引供电系统阻抗测量模型,仿真及误差分析结果验证了所提方法能有效地测量牵引供电系统的谐波阻抗。     

基于谐波功率分解的奖惩性电能计量方法

为了合理地计量谐波电能,提出了一种基于谐波功率分解的奖惩性电能计量方法。根据谐波电压、电流采样数据采用复线性最小二乘法估算谐波等值电路参数,然后通过谐波功率分解求解系统谐波功率和用户谐波功率,基于奖惩性计量模型即可得到奖惩性谐波功率。该方法考虑了公共连接点处谐波功率的分解,能够更合理地计量典型工况下的谐波功率。最后以IEEE14节点系统为例进行仿真分析,结果验证了所提方法的合理性和实用性。     

An improved three‐phase reactive power measurement algorithm using walsh functions transform

This paper proposes an improved algorithm for three‐phase power component measurement using the Walsh function (WF), which takes into account the advantages offered by the algorithm in the analysis of nonlinear load problems to improve the accuracy and reliability of measurement. In the pricing of electricity based on the value of the integral of the load active power measured using a kilowatt‐hour meter, the electric utility loses some revenue for the energy delivered to current harmonic generating customers and customers whose load causes current asymmetry. An improved algorithm based on the WF for measuring the active and reactive power of a network with linear and or nonlinear and sinusoidal or nonsinusoidal network is developed and tested, and the result compared with IEEE standard 1459–2000 which is based on fast Fourier transformation. The method does not require phase shifting of the phase current signals by π/2 with respect to the voltage signals. The proposed algorithm enables reactive power measurement for proper electricity billing to the consumer with nonlinear loads. © 2013 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于频变特性的变压器谐波损耗分析

工业变频设备和高频装置的广泛应用导致电力系统谐波污染加剧,致使非线性负荷下的变压器损耗计算与分析备受关注。研究了谐波等值模型,修正了传统曲线拟合谐波损耗计算法,从涡流场角度分析模型准静态磁场中不同材料的磁扩散情况,归纳出其谐波频变特性。同时,考虑不同频率谐波下绕组的等效非线性参数和谐波损耗叠加计算,对谐波损耗进行修正。...     

直流有源电力滤波器的软开关研究

提出了一种基于单周控制理论的直流侧软开关有源电力滤波器,作为谐波补偿器并联在逆变器直流侧,提供负载所需的谐波电流,使电源电流与电源电压同相同频,同时使其直流输出电压恒定,为下一级电路提供平滑的直流电压;另外,对有源电力滤波器中的主开关实现零电压开通,同时利用有源箝位技术避免了开关管过高的电压应力。与一般的PWM硬开关有源电力滤波器相比,该方法不仅减小了开关管的功率损耗,提高了系统效率,而且便于有源电力滤波器的大容量应用。仿真和实验结果验证了所提方法的正确性。     

基于网损等值负荷模型的直流潮流迭代算法

为提高直流潮流计算精度,研究了标准直流潮流模型中由于忽略支路电阻而带来的有功平衡问题,给出了按比例调整出力或负荷、引入网损等值负荷模型这2种有功平衡方法。为了使网损等值负荷模型的应用不依赖于交流潮流的收敛性,重点提出一种改进的直流潮流算法,该算法通过网损迭代得到等值负荷的大小,且保留了标准直流潮流求解的便利性和快速性。实际电网算例的计算结果表明,提出的改进直流潮流算法与标准直流潮流算法相比,计算结果的精度大幅提高,在交流潮流不收敛的情况下,可作为一种有效的近似潮流计算方法。     

基于逆变电源的中低压配电网谐波阻抗测量研究

基于谐波注入的阻抗测量方法具有谐波幅值可控的优势,在阻抗测量中得到了广泛的应用。文中介绍了一种基于逆变电源的中低压配电网谐波阻抗测量方法,针对不同电压等级的配电网设计了不同的测试拓扑,分析了通过逆变电源产生的谐波电压测量中低压配电网谐波阻抗的原理;同时,建立了不同控制方式逆变电源的戴维南模型,并分析了不同控制逆变电源等效电路的特性;为了提高测量精度,同时满足测试时的电网谐波要求,文中也提出了一种谐波注入准测。最后通过Simulink仿真证明,基于逆变电源的配电网谐波阻抗测量方法可以准确测量出配电网阻抗参数。     

An improved control strategy for hybrid series active filter dealing with unbalanced load

This article presents an improved control strategy for hybrid series active power filters (HSAFs) working with nonlinear and unbalanced three‐phase three‐wire loads. An algorithm based on the instantaneous power theory is introduced to precisely extract only harmonic components from supply current, even this current is contaminated with negative sequence components due to the imbalance of the load. An improved control strategy based on that sequence extraction algorithm is proposed and investigated in detail by numerical simulations. The proposed control method has shown a better performance in mitigating harmonics, especially for the nonlinear and unbalanced loads. © 2011 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于诺顿等效电路的多谐波源责任划分研究

明确区分多个非线性负载对电网公共连接点(PCC)处的谐波贡献是实现多谐波源责任划分的重要问题。首先采用波动量法将单相不控整流谐波源等效为诺顿等效模型,并通过谐波电流源值与单相不控整流电路的各次谐波电流值近似相等证明了诺顿等效模型的有效性。然后搭建了含有三个谐波源的等效电路,并等效出各自的诺顿等效模型。最后利用等效阻抗计算出各非线性负载各次谐波电压值,利用电压表示的谐波责任指标因子进行多谐波源电压责任分摊。文中方法简单明了且有效,有利于实际配电网含多谐波源责任划分的工程应用。