多功能电压暂降治理装备控制策略研究

针对电能质量问题中频繁发生的电压暂降问题，开发了一种用于用户侧电压暂降治理的多功能电压暂降治理装备。基于对系统的建模分析研究了系统在并网与离网补偿状态下的控制算法及电流谐波治理算法；通过分析传统电压暂降检测算法的特点，提出了一种电压暂降混合检测算法，该方法具有检测快速、锁相稳定的优点。基于双向晶闸管及电网电压特性研究了双向晶闸管的快速关断方法。仿真和实验结果表明，该装备能够实现电压暂降在0.2 ms内的迅速检测和工作模式的快速平滑切换，能有效地减小电压暂降问题对敏感负荷的影响，同时该装备还具备无功补偿与负载侧谐波滤除功能，具有效率高、便捷性高等优点。     

基于频谱搬移的无锁相环型电压暂降检测方法研究

电压暂降作为影响最大的电能质量问题之一,严重威胁着现代制造、公共服务等产业的正常运转。电压暂降事件的快速准确检测是暂降治理的重要环节。传统的基于单同步坐标系锁相环与瞬时d-q分解的电压暂降检测算法,无法对包含负序、谐波分量的电网电压进行准确、快速检测。提出并详细研究以估算参考相位Park坐标变换为基础的电压频谱搬移过程,并借助离散滑动平均滤波对电网电压进行有效分量的提取,以此实现无锁相环下含负序与谐波分量的电压暂降快速准确检测。该方法结构简单、适应性强、节省芯片算力,避免了暂降瞬间锁相环动态过程造成的检测延时,也可实现电压特定次谐波分量的快速提取。基于仿真平台PLECS的仿真结果与RT Box的硬件在环实验,验证了所提算法的有效性、快速性和简洁性。以广东某电子工业园电压暂降防治为背景的10 kV快速切换开关装置从工程上验证了本算法的可靠性。     

基于机械快速开关的电压暂降分级治理方案

随着现代工业生产自动化的发展,用电设备及生产过程对电压暂降越发敏感,电压暂降严重影响了现代工业园区企业的正常生产并造成重大经济损失。现有的电压暂降治理措施大多基于电力电子技术,治理设备造价高、损耗大、可靠性差、容量受限,且一般仅在局部单点实施,故难以适应电压等级高、用户容量大、用电设备多的现代工业园区电压暂降治理的需求。针对以上问题,在分析现有的电压暂降治理措施的基础上,提出了一种基于机械快速开关的电压暂降分级治理方案。首先,根据现代工业园区涉及的电压等级和各电压等级主要用电设备对电压暂降的耐受能力,将供电系统分为:公用电网级、园区电网级、用户设备级;其次,针对每级供电结构和电压暂降特点,基于机械快速开关设计3套不同的电压暂降制治理装置;再次,在各级次内部署相应的治理装置,并制定相应的控制策略,从而实现对电压暂降的全面经济治理;最后,通过将本方案与传统方案进行技术经济对比,说明本方案技术指标优异、建设和运维成本较低,具有可靠性和实用性。     

中压固态切换开关装置的研究

文中对中压固态切换开关(SSTS)进行了设计。利用兼具实时性和可靠性的dq变换法进行电压暂降检测,将滤除交流分量后的dq轴有效值与电压暂降阈值进行比较来产生切换指令。分析了过零切换和强迫切换策略的特点,采用根据主电源馈线电流方向与主备电源电压差方向控制备用晶闸管的触发,从而快速地将敏感负载切换至备用电源的方法。利用PSCAD建立了10 k V固态切换开关的仿真模型,对dq电压检测法的快速性和可靠性以及强迫切换控制的有效性和可行性进行了验证。     

双路供电固体静态切换开关控制策略

在介绍用于电压暂降抑制的双路供电固体静态切换开关(SSTS)工作原理的基础上,给出了兼备快速性和可靠性的电压暂降检测方法.利用dq变换瞬时检测主供电回路及备用供电回路的电压有效值,经低通滤波器滤除噪声干扰.所得结果与敏感负荷暂降极限电压值比较决定切换指令的发送.在讨论BBM和MBB切换控制策略的基础上.提出了综合考虑快速性和安全性的新型BBM切换方法,通过检测晶闸管压降判断主电源侧晶闸管导通状况,依据导通状况分别控制备用电源侧各相不同方向的晶闸管,通过施加反向电压,强迫原导通晶闸管的快速关断,达到既不形成环流又能快速切换的目的.基于电磁暂态的数字仿真验证了所提切换控制策略的正确性及有效性.开关时间可限定在5ms内,不会引起敏感性负荷的故障.     

基于交直流混合供电的光储一体化电压暂降治理系统

针对传统电压暂降治理方案多采用交流供电技术,存在转换效率低、切换速度慢等问题,从变频器的交直交结构特性出发,提出一种基于交直流混合供电的光储一体化电压暂降治理系统.该系统优先消纳光伏发电,市电作为补充电源,蓄电池作为后备电源,实现电压暂降治理的同时,还提高了系统的运行经济性.试验结果表明,在交流发生电压暂降的情况下,变频器连续不间断运行.     

快速开关技术应用现状与展望

为了更好地利用快速开关解决限制短路电流、抑制电压暂降等电网问题,对实现首波开断的快速开关的关键技术,即快速涡流驱动技术和短路故障快速识别判据进行了论述,在此基础上,从利用快速分闸特性、利用快速合闸特性、利用一组快速开关相互配合等3个技术路线阐述了快速开关的应用现状,主要包括无损深度限流、串联补偿电容快速保护、快速解列和快速切机装置、电压暂降快速隔离装置、双电源快速切换装置等,最后对未来快速开关的新应用前景进行了展望。     

基于双电源供电的10kV电压暂降抑制装置

电压暂降可能对企业造成巨大的经济损失,已成为当前最为突出的电能质量问题。以10 kV双电源供电系统为应用背景,提出了一种由多绕组变压器和功率单元构成的电压暂降抑制电源。该电源通过快速开关实现双电源切换,并由直流电容提供电源切换期间的电能供应,从而实现系统电压暂降对供电负荷的抑制和隔离。此外,对功率单元直流电容的参数设计进行了讨论,并通过PSCAD/EMTDC建模,对所提电路以及电容设计方法的正确性和有效性进行了验证。     

一种改进的三相不平衡电压暂降检测算法

目前电压暂降成为了影响电能质量的主要因素,对电网电压进行快速且准确地检测是进行电压暂降治理的前提。文中针对三相不平衡电压暂降,依据对称分量原理提出了一种改进的三相不平衡电压暂降的检测算法。该算法在双dq变换的基础上,首先将所检测的电压信号进行正序负序坐标变换,而后通过三个连续的采样点对坐标变换后dq坐标系下的正序、负序分量中的直流成分进行快速提取,继而通过幅值与相位的计算可分别求得电压正序、负序电压的幅值与相位。最后,MATLAB/Simulink仿真结果验证了该方法的先进性与有效性。     

基于并行计算的电压暂降仿真分析技术研究

评估地区电网电压暂降风险对于保障用户电力可靠供应至关重要,当前使用电力系统综合分析程序(PSASP)进行区域电网电压暂降仿真时存在仿真效率低、耗时长等问题,因此,提出一种基于并行计算的电压暂降仿真分析方法,使用PSASP软件能快速评估地区电网各母线节点的电压暂降严重程度,为治理地区电网电压暂降问题提供重要的技术手段。实际应用表明,本文所提方法能有效解决大型电网电压暂降仿真效率问题,为暂降治理提供决策支撑。     

电网结构对电压暂降传播的影响及其量化分析方法

有效的电压暂降治理方法对减少用户经济损失起着重要的作用。现有电压暂降治理方法基于随机预估等方式获取电网各节点的电压暂降水平,从而针对暂降严重的节点进行治理,但这些方法仅能量化暂降水平的大小,难以分析造成暂降严重的根本原因,治理效果亟待提高。其本质原因在于忽视了电压暂降在电网中的传播规律和电网结构对电压暂降的影响机制。为此,对电压暂降受电网结构属性的影响进行分析并对其量化方法开展研究。首先,基于电网故障模型分析电压暂降幅值与电网结构的关系,并将监测周期内多次故障下电网所有节点电压平均幅值构成的序列定义为电压暂降模式,以挖掘电压暂降受电网结构属性的影响;然后,通过分析电压暂降的传播特性,从电网拓扑属性和物理属性出发提出电压暂降结构性指标,从电网节点规模程度、聚集程度、传播效率和支撑能力等不同的方面量化电网结构对电压暂降的影响;最后,提出电压暂降受电网结构影响程度的综合评估方法,为电网侧电压暂降治理提供决策支持。基于IEEE 30节点系统的仿真结果验证了所提方法能够反映电网结构对电压暂降的影响规律,以敏感用户接入电网的规划为例,验证了所提结构指标有助于从电网侧治理电压暂降问题,并能够对优质供电园区的电网规划与重构、电网运行方式反演、电压暂降传播途径抑制等措施提供决策支持。     

考虑经济损失期望的电压暂降分层分级治理方法

电压暂降因其给敏感用户带来的经济损失和社会影响而广受关注。电压暂降的治理涉及到系统、用户、设备3个层次的“责权利”,一直以来在治理上投入产出比不尽人意,尚未形成系统全面的治理体系。本文首先从不同层次分析研究了电压暂降发生、传播、危害的机理及影响因素,提出了一种考虑经济损失期望的敏感负荷分级方法与标准,该方法基于场景法生成电压暂降特征量,结合综合过程免疫时间对敏感负荷经济损失进行分级;其次,从电压暂降事件预防、设备持续运行、损失降低等方面综合对比了各种治理手段,并建立了基于敏感负荷分级的电压暂降治理体系,为配电网运行管理部门与电力用户选择合理经济的降低电压暂降损失的方案与措施提供参考。     

Is快速限流器对提高电能质量的应用

基于电压暂降的原因和危害,提出采用主变并联运行的方式降低电源阻抗,减少电压暂降的影响.介绍了Is快速限流器在主变并联运行中的应用及与电抗器的并联应用,解决了开关设备分断容量不够的问题,最后介绍了Is快速限流器设计原理.     

面向现代工业园区的电压暂降综合防治方案

现代工业园区具有用电量大、敏感设备多、电压等级高等特点,为缓减电压暂降对现代工业园区用户造成的巨大经济损失,克服现有治理方案手段单一、成本高以及可实施性差等不足,提出协调采用电网侧和用户侧治理措施、优化配置切换型与补偿型治理设备的电压暂降综合防治方案。首先,对用户侧多个同类型与不同类型暂降治理设备的性能、成本进行分析,建立各治理设备的成本模型;其次,对输配电线路的改造成本分别进行建模,并建立线路改造后园区年度暂降次数模型;最后,建立综合防治后治理方案的最大净现值目标函数,利用粒子群优化算法求解获得园区最优的暂降治理设备配置方案。通过对某现代工业园区进行实例分析,验证了该方案能综合应用各种治理手段,提高园区电压暂降治理的净现值,具有较好的可行性。     

电压暂降对电能质量的影响

电压暂降是严重的电能质量问题之一,补偿电压暂降能够带来巨大的经济效益,而实现电压暂降特征量的快速、准确检测是电压暂降补偿的前提。从电压暂降的原理入手,阐述了电压暂降的起因、电压暂降的特征以及防止电压暂降的方法。分析了发生电压暂降的主要原因以及如何对电压暂降进行监测和统计,并提出了治理电压暂降的技术措施及方案。     

一种电压暂变发生器研究

为了补偿电网电压的暂降,需要一种电压暂降发生器来模拟电网产生电压暂降.在现有的各类暂降发生器中,以基于电子开关型电压暂降发生器最易使用.文章介绍一种由新型交流开关和自耦变压器构成的电压暂变发生器.给出了该全控型交流开关的电路拓扑,分析了交流开关的工作原理.该发生器可以模拟多种电能质量的干扰,并可用于大功率场合.最后,搭建了实验电路,给出了实验波形.实验结果验证了这种电压暂变发生器的有效性.     

基于多源数据融合的省级电网电压暂降互动平台

针对当前电压暂降相关系统存在重监测、少应用、无互动等问题,构建基于多源数据融合的省级电网电压暂降互动平台。首先,根据供电公司、敏感用户和治理产商三方的实际需求设计平台的功能体系与总体架构;其次,通过建立母线关联映射表和全网暂降特征库实现多源数据的关联和特征提取;再次,在多源数据融合基础上实现电压暂降严重程度评估、风险预警、即时感知与快速定位、辅助治理决策等功能;最后,构建暂降治理参与者信息共享与互动机制、建立暂降协同防治体系。目前,所提平台已在某省电网投入实际应用,反映良好。     

基于FFT与形态加权动态时间规整的电压暂降源辨识新方法

电压暂降源的准确辨识,有助于合理解决电压暂降问题和公正处理供用电纠纷。提出了一种基于快速傅里叶变换(FFT)与形态加权动态时间规整(SWDTW)的电压暂降源辨识新方法。首先分析了系统中可能出现的单一暂降源与复合暂降源所引起电压暂降波形特征。其次通过FFT方法分析信号谐波特征,构建并划分了特征波形库。然后针对传统的动态时间规整(DTW)方法中存在的不足之处,采用了一种基于形态特征的加权动态时间规整方法(SWDTW),用于对一维波形数据的相似度匹配。最后通过仿真证明,所述方法能有效实现电压暂降源的辨识,为电压暂降的有效治理以及相关纠纷问题的合理解决提供有力支持。     

基于信号短时延迟算法单相电压暂降检测方法*

快速、准确检测电网电压暂降深度是进行电压暂降治理的前提与关键。为此提出了一种基于信号短时延迟的电压暂降检测方法。该算法将单相电压信号延迟若干个采样周期以构造其正交信号,从而可采用基于dq变换的瞬时无功功率理论对瞬时电压进行快速准确检测;同时通过设置延迟时间并结合EMAF算法将随机噪声控制在检测系统所能承受的范围内,以满足工业应用对噪声干扰性能的要求。最后,MATLAB/Simulink仿真结果验证了该算法的先进性与实用性。     

级联型电力电子变压器三相电压暂降隔离能力分析

级联型电力电子变压器(PET)在中低压配电网应用前景广泛,深入研究其电压暂降隔离能力,对于其器件参数选择、储能容量配置、减少电压暂降治理装置配置等工作具有重要价值。文中通过理论推导,研究了级联型PET电压暂降隔离能力的限制因素:针对输入级,深入研究了调制比、直流链电容电压波动以及开关器件电流有效值限制对其电压暂降隔离能力的影响;针对隔离级,详细分析了移相比、开关器件电流有效值及峰值限制对其隔离直流链电压跌落能力的影响;明确了不同设计参数下输入级和隔离级电压暂降隔离能力的主要限制因素,并建立了级联型PET电压暂降有效隔离区域。最后,通过仿真验证了研究结果的正确性。