检测电流包含电容电流的SAPF谐波抑制和谐振阻尼新方法

研究一个由并联型有源电力滤波器(SAPF)和并联电容器组成的混合补偿系统,其中并联电容器的容性阻抗会与配电网的感性阻抗发生并联谐振。当检测电流中不包含电容电流时,SAPF可以抑制谐波和阻尼谐振且系统稳定;当检测电流中包含电容电流时,SAPF采用传统方式补偿会使得系统谐振频率向高频漂移。针对SAPF检测电流包含电容电流情况,提出一种改进的控制方法。该方法基于谐波电流分频控制策略,将高于谐振频率的抑制电流指令取反,低于谐振频率的抑制电流指令保持不变,同时检测谐振频率附近的公共耦合点(PCC)电压构建虚拟阻尼电阻,并对虚拟电阻的电导值进行闭环调节。采用该方法补偿后的网侧电流和PCC电压均满足电能质量标准。最后进行了仿真和实验验证。     

基于PSC-PWM的MMC-SAPF中压配电网谐振阻尼技术

中压(medium voltage, MV)配电网中无功补偿电容器易与网侧电感形成并联谐振，放大公共耦合点(point of common coupling, PCC)电压。为了应对两电平并联型有源电力滤波器(shunt active power filter, SAPF)不适用于中压配电网场合，且只抑制谐波不能解决谐波与谐振同时存在的问题，提出了一种基于模块化多电平的并联型有源电力滤波器(modular multilevel converter based SAPF, MMC-SAPF)的谐振阻尼技术。首先分析了MMC-SAPF的工作原理，采用载波移相调制策略(phase shifted carrier PWM,PSC-PWM)以及电容电压平衡控制策略，以实现MMC-SAPF的高等效开关频率。然后分析了MV配电网的谐振机理，指出谐波抑制策略失效的原因，在此基础上，提出将MMC-SAPF控制为谐振频率处的虚拟电阻，提高系统阻尼比以治理谐振。搭建了一台60 V/2 kVA的实验样机，并构建7次谐振环境，实验结果验证了复合控制策略阻尼谐振的有效性。     

基于电容电流反馈的新型HAPF谐振抑制方法

针对有源电力滤波器和无功补偿电容器组成的混合型有源电力滤波器(HAPF)的系统谐振问题,提出了一种基于无功补偿电容器电流反馈的新型HAPF谐振抑制方法。该方法在传统有源电力滤波器电流控制的基础上,通过增加电容电流反馈控制环节,增强系统阻尼,抑制系统谐振。基于该方法,分别就谐波检测电流包含和不包含电容器电流2种情况,详细分析了在电网谐波电压和负载谐波电流2种谐波源激励作用下,系统发生串、并联谐振时的谐振抑制特性。理论分析和实验结果表明,该方法能够有效抑制系统串、并联谐振,提高系统稳定裕度,并对负载谐波电流具有理想的补偿效果。     

阻尼无功电容谐振的LCL型并网逆变器设计

为提高并网逆变器的利用率及解决无功电容补偿器谐振问题,在建立并网逆变器诺顿等效电路的基础上,提出一种阻尼无功电容谐振的LCL型并网逆变器控制方法。首先,通过直接检测公共点电压瞬时值,将谐振阻尼控制策略无缝地嵌入到双电流闭环控制中,控制逆变器在谐波域内等效为虚拟谐波电阻,从而并网逆变器在并网发电的同时可有效阻尼无功电容谐振,且无有功损耗;在电流外环中,采用多比例谐振控制器实现指令电流的无静差跟踪。然后,从二阶系统阻尼特性角度分析了虚拟谐波电阻的设计方法。最后,通过仿真和实验验证所提方法的有效性。     

牵引网晶闸管投切电容的复合控制策略

针对电气化铁道牵引网的电气特性和无功补偿装置的现实条件，提出基于神经网络和专家系统相结合的晶闸管投切电容器复合控制方案。利用神经网络构造多路自适应噪声对消滤波器，并行地在线检测出牵引网的无功电流、有功电流和高次谐波电流；以无功电流差补值作为控制参量，并以高次谐波电流作为谐振保护信号，由专家系统给出投切无功补偿电容的控制指令。特性分析表明，该系统有效提高了系统功率因数，降低了无功补偿电容的投切频率，安全可靠性高，是牵引电网晶闸管投切电容进行无功补偿的优选控制方案。     

基于超容与并联MMC的中压配网电能综合治理

为改善中压配网的电能质量,提出了一种基于超级电容储能的模块化并联型多电平变流器(P-MMC-SC),通过在直流母线配置超级电容器作为储能单元,结合并联型多电平变换器实现对中压配网电能质量治理。讨论了P-MMC-SC整体控制流程及网压发生/未发生暂降时的补偿分量检测及控制方法,给出了P-MMC-SC超级电容相间均压与各相各模块均压控制策略。最后分别通过系统仿真与原理样机实验表明,含超级电容的并联型模块化变流器兼具补偿系统电压暂降和补偿负载谐波和无功电流的功能。     

基于无功补偿设备的谐振过电压检测和抑制控制方法研究

为降低谐振引起的铁磁谐振过电压对电气设备的绝缘的损害程度,本文提出了一种基于配电网无功补偿设备的具有无功补偿和消谐功能一体化的新型配网装置及控制方法,通过MATLAB/Simulink仿真,验证该新型控制方法可以抑制谐振过电压,并通过搭建简易的配电网模拟线路和无功补偿设备,进一步分析得到在原本的无功补偿设备的基础上增加零序控制通路,即可向配电网注入一定频率和幅值的共模电压或共模电流,从而实现谐振过电压抑制功能。     

10KV配电网无功补偿技术分析

无功补偿主要集中在高、中压配电网,而低压配电网补偿较少,以致低压配电网的线损较大,降低了电网运行的经济效益和电压质量。文章对10KV配电网无功补偿技术进行分析探讨。     

APF提升配电网能效的机理分析及量化模型

根据节能减排对配电网改造的要求,分析了APF提升配电网能效的机理,并提出了一种在实际改造中具有可操作性的能效提升量化模型。利用仿真软件PSCAD/EMTDC构建为三相不对称谐波源供电的配电网系统,搭建采用电流与直流侧电压双闭环控制策略的APF模型,通过仿真分析并验证了APF可以通过滤除谐波、补偿无功及补偿不平衡电流来提高配电网的能     

基于单相谐波电流源模型的无功补偿装置过电压判据

针对目前规避电网谐波危害而采用的滤波方法的不足,在建立民用建筑低压侧等效电路模型并分析参数与补偿电容容量及变压器规格等发生并联谐振时的关系,剖析系统并联谐振机制的前提下,结合并联电容器长期运行电压极限值,构建系统无功补偿过电压判据,优化并联电容器组投切策略。针对某一民用建筑物的低压(0.4 kV)配电系统,基于实际测量的母线电压U_L、负荷侧电流i_L与无功补偿并联电容器组电流i_c,分析其电流电压谐波特性;利用系统无功补偿过电压判据进行过电压规避,并进行仿真验证,以此形成一套可推广到其他民用建筑的规避过电压的方法。     

新能源并网输电电缆谐波谐振分析及抑制方法

光伏发电或风力发电的选址距配电网一般较远,往往需要通过电缆进行连接。由于电缆的寄生电容较大,使得配电网中的谐波电压在长电缆中出现谐波谐振的问题。在电缆线路终端加入电阻可以有效阻尼电缆上的谐波谐振,且最优的电阻值为电缆的特征阻抗。利用分布式能源并网逆变器,在输出基波有功能量的同时,通过有源谐波电阻的控制策略在连续的谐波频率上模拟纯电阻的特性,可以实现阻尼宽频域谐波谐振的功能。文中首先建立了电缆线路的分布参数模型,并且分析了由于新能源并网接入点电压谐波而引起的电缆线路谐波谐振问题。然后,基于有源谐波电阻的思想,提出一种新的谐波电流指令生成方法,可以实现新能源并网逆变器在连续的谐波频率上呈现纯电阻特性。最后,利用仿真和实验验证了理论分析的正确性及所提出谐波电流控制方式的有效性。     

新型厂矿企业配电网谐波抑制和无功补偿方案

针对电解企业配电网因电解整流装置产生的高次谐波电流含量大、功率因数低的现状,提出一种新型的谐波治理、功率因数校正综合补偿方案。在该方案中,补偿系统由无源滤波器和有源滤波器混合构成。由整流装置产生的主要特征谐波电流由无源滤波器滤除。无源滤波器在抑制谐波的同时还可以补偿无功功率,以提高功率因数。有源部分采用注入式电路,用来抑制无源支路跟电网等效电感产生的谐振现象以及改善无源滤波器的滤波性能。对该混合补偿系统的稳态补偿性能、抑制谐波谐振性能进行了详细分析,并对补偿方案进行了数字仿真。理论分析和仿真结果证明了该综合补偿系统的有效性和可行性。     

低压大容量配电网无功与谐波综合补偿控制方法研究

针对目前配电网低压系统中常见的无功补偿和谐波治理装备难以兼顾无功与谐波综合动态治理的问题,结合配电网低压系统中的APF容量小以及DSTATCOM无法补偿高次谐波的现实,在多模块型并联主电路拓扑的基础上,提出了一种大容量的无功补偿和谐波治理的综合控制策略。将无功补偿和谐波治理的容量实时分解到不同频带内,通过不同的功率模块,实现动态无功调节和谐波的分频段补偿,有效提高了多模块型APF在大功率场合应用的灵活性。理论分析和仿真证明了无功和谐波分频段综合补偿的有效性和可行性。     

配电网中串联补偿电容方案的谐波谐振分析

谐波谐振可严重影响配电网的安全和可靠运行.针对为解决某实际10 kV配电网存在负载重、电压严重偏低的问题提出的线路串联补偿方案,进行了潜在谐波谐振频率点的分析.建立了该配网的仿真模型和节点导纳矩阵模型,分别采用模态分析方法和改进的导纳扫描分析法对并联谐振和串联谐振进行评估.对串补方案实施前后线路的潜在谐波谐振频率点的对...     

高速铁路车网耦合下的谐波潮流计算方法研究

为分析高速铁路牵引供电系统的谐波分布及其传输特性,在建立牵引网和CRH2型动车组谐波分析模型的基础上,提出了一种基波潮流与谐波潮流交替计算的谐波潮流计算方法。该计算方法充分考虑了高速铁路牵引网与动车组之间的电气耦合关系,即谐波电压与谐波电流之间的影响。通过分别对单列和两列动车组运行时牵引网的谐波潮流计算分析表明,该算法适用于高铁牵引供电系统单谐波源、多谐波源以及含有背景谐波时的谐波潮流计算,并且可以较为精确地反映牵引网谐波谐振现象,可为高速铁路牵引供电系统谐波谐振的分析和治理提供参考。     

考虑谐波源支路类型的谐波谐振分析方法

建立准确的系统节点导纳矩阵是分析电力系统谐波谐振问题的前提条件,其中不同的谐波源建模方法将影响节点导纳矩阵参数,进而影响系统的谐波谐振分析结果。文中首先考虑实际谐波源类型,按谐波源支路有无阻抗、支路为串联或并联支路形成了4种谐波源支路类型;然后推导了考虑不同谐波源支路类型的节点导纳矩阵的建立方法,所建节点导纳矩阵对串联谐振和并联谐振分析均适用;分别运用谐振模态分析法及节点电压法对系统进行并联谐振和串联谐振分析,可揭示系统中更多潜在的串、并联谐振频率,并且在分析串联谐振时矩阵维数较低,易于建模,分析方法统一。测试系统和工业配电系统均证明了所提出方法的正确性和适用性。     

基于IGSO计及谐波电压畸变的无功优化

近年来电力电子装置的广泛应用引起了谐波污染。如果直接对电力系统进行无功优化,谐波频率下容易产生系统与电容器之间的谐振或谐波放大,使系统的谐波畸变率大为增加,破坏系统的安全运行。针对这一问题,提出了计及谐波电压畸变的无功优化模型;在网损最小的基础上,将各节点基波电压和总谐波畸变率越限情况以惩罚项的形式加入目标函数中,将改进萤火虫算法（IGSO）应用到无功优化中,给出基于IGSO计及谐波电压畸变的无功优化具体步骤。通过对IEEE 30节点算例的仿真分析,验证本方法的可行性和优越性,在减小网损和总谐波畸变率的同时,提高了收敛速度和计算精度。     

静止无功发生器谐波模型及其对谐振影响分析

静止无功发生器(static var generator,SVG)因响应速度快和调节范围广等优点被广泛应用于光伏场站,从而满足系统动态无功补偿等需求。然而现有研究缺乏SVG与光伏场站及电网谐波交互作用的分析,往往忽略其对光伏场站谐波谐振问题的影响。针对这一问题,基于多频谐波响应建立一种新型谐波耦合阻抗形式的SVG模型,该模型能够充分揭示系统中的频率耦合效应,可用于定量分析SVG对光伏场站谐波谐振的影响。最后,通过对实际光伏场站的时域仿真,验证所提谐波阻抗模型的正确性及频率耦合在谐波谐振分析中的重要性。     

一种实用的谐波分频检测方法

针对基于瞬时功率理论的ip-iq算法无法单独提取各次谐波分量等情况,提出了一种改进的ip-iq谐波分频检测方法。利用改进的ip-iq法能直接对a-b-c三相坐标系下的单相电流进行分解,获得单相电流的有功电流和无功电流,通过低通滤波器后获得基波或者各次谐波的有功电流分量和无功电流分量,再直接转换为a-b-c三相坐标系下的基波电流和各次谐波电流,省去了三相至两相坐标变换及其逆变换,因此计算量更少。仿真分析结果表明该法能较好的实时检测三相电网基波和各次谐波分量。     

电力电子设备谐波对配电网电压骤升的影响研究

分析了相关电力电子设备的结构特性、谐波产生原因与叠加机理,探讨了电力电子设备在配电网中谐波注入并引起配电网用户电压骤升的原因,构建了谐波对配电网电压影响的仿真模型;在配电网现场测量了多台电力电子设备的实际谐波含量,并以这些测量数据和实际农村低压配电网、IEEE 33节点中压配电网算例为基础,通过多个运行场景进行仿真对比,对用户电压大幅提升现象进行了验证,最后提出了治理这类电压骤升的措施。