有功功率实时计算方法及其应用分析

电力系统实时计算有功功率的方法常用有三种：计算全有功功率、基波有功功率和基波正序有功功率．本文概述了这三种实时计算方法，通过数值仿真简单比较了功率计算过程中几种滤波方案．通过分析发电机的转子运动方程，提出了在电力系统暂态稳定实时预测中用实时测量全有功率来计算发电机转子摇摆方程，比起以往用基波正序有功功率计算发电机摇摆方程更精确，算法更简单，速度更快．     

电源电流正弦化的降低APF容量控制策略

针对三相有源电力滤波器(APF)应用于电源畸变环境下降低容量问题,分析了APF的补偿目标,通过对电源电压进行基波正序分解,得到基波有功功率及基波无功功率,并得了APF的补偿电流,提出电源电压基波正序的电源电流正弦化补偿策略,在电源畸变条件下准确获取了补偿除基波有功功率和基波无功功率之外其他功率的补偿参考电流,减少了APF的总电流和自身损耗,实现APF容量降低。仿真结果验证了所提控制策略的正确性及有效性,对传统低压配电网络电力滤波改造提供了一定的参考。     

滤波电容器组额定电压选择

本文对交流滤波装置中滤波电容器额定电压的三种计算方法进行比较,对不同的谐波次数,除了谐波电压或谐波电流超过基波电压或基波电流一定比例外,一般均应按基波电压和谐波电压的算术和进行计算,以求滤波装置安全可靠运行。对滤波电容器组基波电压计算中应考虑的因素进行说明。并给出基波电压,谐波电压和额定电压相应的计算公式。     

正序基波提取器在光伏并网功率调节系统中的应用

光伏并网功率调节系统实现光伏并网与有源滤波的统一控制,关键是谐波、无功电流的准确检测和并网指令电流的形成。考虑实际电网电压有畸变或频率偏差,为获得准确谐波、无功电流和同步正弦,利用幅值积分及其频率选择特性构成正序基波提取器,深入分析正序基波提取器中K参数设计方法,推导出K值的计算表达式,合理取K值,可准确提取正序基波,无需锁相环可得到同步正、余弦信号。分析了谐波、无功及不对称分量之和的检测方法和并网指令电流的合成方式,实现光伏有功注入与谐波抑制、无功补偿功能。最后进行Matlab/Simulink仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性。针对K参数对正序基波提取的影响,完成了其小功率实验,实验结果进一步证明该方法的正确性。     

一种新型的谐波及无功电流检测算法

为了实现有源电力滤波器(APF)谐波电流的快速、精确检测,对谐波电流的检测算法进行了研究,提出了一种新型的谐波电流检测方法,利用对称基准旋转相量求解基波正序有功电流的幅值,分别计算电压、电流与基准旋转相量相位差的正余弦值,从而求出基波功率角,消除基准旋转相量与电网电压的相位偏差。Matlab仿真结果表明,在电网电压不对称、且畸变的情况下,能准确提取基波正序有功电流,适用于有源电力滤波系统中谐波、无功及负序电流的综合补偿。     

基于滤波技术的电力网络基波频率测量方法

根据钟形脉冲函数设计了具有带通特性的滤波器.给出了滤波器的时域数学模型、频域数学模型及离散时域模型,并研究了它的数值积分算法.经频谱分析可知:所设计的滤波器对非周期、低频振荡信号和高次谐波信号具有较强的抑制作用.利用所设计的带通滤波器,研究了电网基波频率的测量方法.仿真结果表明:在电网含有较强的非周期、低频和高频谐波信号的条件下,基于这种滤波技术的测频方法具有较高的频率测量精度.为精确地测量电网基波频率提供了有效的方法.     

高压线故障测距仪采样数据的精确处理

用二阶有源低通滤波器,跟踪电网频率,对故障前、后数据分别进行傅式滤波计算和软件校准的方法在高压线故障测距仪的１６位单板机上采用双精度浮点数运算精确地计算出故障前、后电压、电流的基波分量。     

四绕组感应滤波变压器的基波运行与无功补偿特性分析

依托多绕组变压器的结构、磁势平衡方程、感应滤波实现条件推导出四绕组感应滤波变压器的辐射形等值电路模型,建立了该变压器在基波下的数学模型,基于感应滤波方法分析了四绕组感应滤波变压器的基波运行与无功补偿特性。通过原理样机的MATLAB仿真、实验和某220 kV变电站的工程试验验证了四绕组感应滤波变压器的基波运行特性以及在基波下通过滤波绕组投入电容器可以实现无功补偿。仿真与试验结果表明:在基波下,四绕组感应滤波变压器的运行特性类似于三绕组变压器;投入电容器时稍微抬升了网侧电压有效值,但轻微减小了网侧电流有效值,提高了网侧的功率因数。     

一种基波无功电流检测方法的讨论

对文献[1]提出的一种基波无功电流检测方法进行了讨论,并提出了新方法,即当断开有功电流滤波通道,同时在无功电流通道必须使用低通滤波器进行滤波,则被检测电流只含基波无功电流分量.利用Matlab软件进行计算机仿真研究,仿真结果证明了该方法的正确性.     

超级电容-蓄电池混合储能拓扑结构和控制策略研究

以超级电容和蓄电池为例,分析了功率型和能量型混合储能不同拓扑结构的优缺点,总结出混合储能拓扑结构选取的一般原则。基于二级低通滤波,提出根据频谱图确定滤波时间常数的混合储能控制方法,并考虑电池充放电功率限制,对滤波输出功率进行修正。用Matlab对算法平滑实际光伏出力进行了仿真验证,结果证明该算法能够满足光伏并网联络线功率要求,并使电池充放电功率不越限。     

基于富氏滤波测频算法的改进研究

在传统的基于富氏滤波频率跟踪算法的基础上,应用电力系统频率暂态模型对其测量误差进行详细分析,提出了改进的频率跟踪实用算法。新的算法有效地补偿了富氏滤波的时间响应对频率测量造成的影响,提高了算法的暂态测频精度。其程序和计算非常简单。数值仿真及实际应用表明,该算法可以满足系统安全自动装置频率测量的要求。     

功率因数数字化精确测量方法探讨

在分析与总结了传统功率因数测量方法的基础上,提出了基于数字信号处理(DSP)技术的功率因数测量方法。充分利用DSP在信号分析与处理方面的优势,先进行同步采样得到电压、电流的采样序列,再进行数字滤波和傅氏滤波,可以精确得到基于工频分量的功率因数。最后仿真并证明了此方法的正确性。     

基于RLS自适应算法的APF电流检测

有源电力滤波器(APF)电流检测算法使用低通滤波器(LPF)提取基波有功直流分量,直流分量的提取精度直接影响着指令电流信号的计算精度。提出一种应用数字递推最小二乘法(RLS)替代模拟LPF的电流检测新方法。RLS自适应滤波算法是在采样周期内对整体采样序列进行滤波器权系数最优化搜索,即对权系数迭代中的步长寻优,从而准确地跟踪输入信号的直流分量。新方法以瞬时无功功率理论为电流检测依据,利用坐标、三角变换矩阵根据电网三相瞬时电流计算出电流瞬时有功、无功交/直流分量。应用Matlab软件编写RLS自适应滤波算法程序进行仿真,结果表明APF电流检测中采用数字RLS自适应滤波提取直流分量的方法是可行、有效的。     

电力系统频率新的跟踪算法

在许多电力系统保护和控制策略中必须精确测量和计算系统的频率。更重要的是在线计算系统的频率和它的变化，并必须认真处理系统频率的波动来解释测量的准确性。传统的方法是假设被分析的波形是纯正弦，该文提出一种利用数字滤波思想的新的频率跟踪和计算新方案，但不做任何波形假设。所提方案不采用二维富立叶变换、最小二乘和正交滤波。利用数字全通滤波器，该文提出一种新的、有效的电力系统频率计算方法。基于基本滤波器和设备，可以得到精确的电力系统频率而不受任何频率变化的影响。该算法不需要昂贵的如数字信号处理器等处理器。仿真实例和实际测量结果证明了算法的有效性。     

同步相量测量装置校准器参考相量计算方法

电力电子设备的广泛应用导致电力系统逐渐出现了新的稳定性与可靠性问题,亟需高精度实时测量与感知技术,为解决上述问题提供数据基础。作为最有效的动态监测手段之一,同步相量测量装置(PMU)的测量精度至关重要。提出了一种PMU校准器的参考相量计算方法,为PMU测试提供校准参考值。该方法分析了电力系统典型静动态信号特性,建立了基波相量通用信号拟合模型,可表征PMU测试标准中除阶跃测试外的所有静动态测试信号。提出了基于非线性拟合的相量幅值、相角与频率迭代求解方法,并根据所得频率提出了基于最小二乘法的频率变化率计算方法。进一步,分析揭示了迭代初始值、计算时间窗长和拟合阶数对计算精度的影响及其设置方法。仿真与实验测试结果表明,该方法精度至少比标准规定的精度要求高1个数量级,可用于PMU的测试与校准。     

低损耗多调谐无源滤波器

双调谐滤波器和三调谐滤波器具有占地少、减少高压电感和电容元件、节省开关等诸多优点,已经在直流输电工程中得到广泛应用。但是现有的多调谐阻尼型滤波器用于低次谐波滤波时,滤波器的基波损耗过大。文中介绍了一种低损耗的阻尼型双调谐滤波器和三调谐滤波器电路,其基本思路是使滤波电路的部分LC元件构成基波串联调谐电路,并使并联阻尼电阻连接在基波调谐电路的两端,从而避免阻尼电阻上的基波功率损耗。新滤波器用在高压直流输电系统中将节省运行成本。     

高频信号注入法测量配电网电容电流及滤波的研究

为解决信号注入法测量配电网电容电流方法的频率选取和工频干扰等问题,分析了高频信号注入法的原理并对高频法进行改进。首先通过注入5 000 Hz高频信号求得电感值,然后通过扫频确定电网谐振频率,根据公式可计算出配电网对地电容值,并在扫频时通过串联电容的方法降低大对地电容系统的电容值,实现大对地电容系统电容电流的测量。同时运用数字信号处理器TMS320F28335,采用有限冲击响应滤波器(FIR)算法实现滤波功能,滤除扫频时注入信号中的工频干扰。通过理论分析和实验验证,该方法能够增加测量对地电容的范围,简化计算,滤除工频信号,使测量时的相对误差均不超过5%。     

基于嵌入式系统的接地网测量装置

探讨了一种基于嵌入式系统新型接地网特性测量装置的开发方案,采用变频测量方法,能在30～70Hz频段间1Hz步进,选择最佳测量频率,避开工频环境中的干扰信号,实现接地网特性参数的准确测量。设计的测量装置由变频电源、测量处理模块、嵌入式控制核心组成,其中处理器采用ARM7TDMI内核的32位高速处理器。系统软件包括准同步采样、数字滤波、电参量计算等,由固化在嵌入式ARM芯片中的程序实现。方案充分利用嵌入式技术特点,通过传感器、A/D转换器等较少硬件,完成接地网参数的测量,应用结果证明设计方案高效、可靠,满足测量要求。     

治理三相四线制配电网谐波电流的新技术

研究并制作了一台用于三相四线制配电网的串联混合型滤波器实验样机,采用基波电流控制的策略,可以显著抑制非线性负载产生的谐波电流对电网的影响。实验装置采用以数字信号处理器(DSP)为核心的控制电路实现实时运算与控制。实验结果表明整套装置具有优良的滤波性能与实用价值。     

适用于电气化铁路的单相注入式混合有源滤波器

提出了一种适用于电气化铁路的新型单相注入式混合有源滤波器。这种新型有源电力滤波器能够补偿一定的无功,注入支路通过添加基波谐振支路的方法大大降低了有源滤波器的容量,克服了电网基波电压对装置的影响。并详细分析了系统的滤波原理,提出了基于卡尔曼增益自调整的改进型动态谐波含量估计方法,能够快速准确的跟踪检测电网谐波电流,并且克服了电力机车等冲击性负荷引起的电网电压畸变对谐波检测精度的影响;提出了基于逆变器两侧能量平衡的电流控制方法使有源部分吸收或释放一定有功或无功功率及产生与注入支路回灌谐波电流相反的抑制电流,然后联合电网谐波电流跟踪控制以获得系统参考信号,保证了直流侧电压的稳定,提高了装置可靠性,增强了系统滤波性能。仿真和实验结果表明这种新型单相注入式混合有源电力滤波器可靠性较高,满足电气化铁路所带电力机车等冲击性负荷的要求,可获得良好的滤波效果。