无功和谐波补偿装置的控制方法

针对具有功率因数补偿、补偿负载不平衡和滤除电网谐波电流等功能的联合运行系统,提出一种新的控制方法,由SVC模式控制和APF控制2部分组成.其中,SVC模式控制通过负序基波提取器实现电网负序基波分量的检测;通过改进的电压控制器实现公共连接点的电压稳定.利用特定次数谐波检测并进行相位补偿的方法实现电网谐波分量的检测;利用神...     

一种基于电网电压不平衡的软件锁相方法

提出一种电网电压不平衡及谐波畸变时基波电压信号的检测方法,通过三相电网电压进行微分运算来构造线性方程组,并利用交流遗忘积分算法对分离信号进行滤波,快速准确地得到了不平衡电网电压中的正、负序基波分量的幅值与相位信息,从而使控制系统具备了良好的动态性能。实验表明了软件锁相方法的有效性。     

对国外限制电网谐波标准的分析

谐波源接入电网后,在从电力系统取得基波电流的同时,还将其产生的谐波电流注入电网.随着电力电子技术的发展,变流装置广泛地用于现代工业、交通部门,大容量变流设备、电弧炉以及装有相位控制器件的家用电器和类似的电气设备等谐波源产生的谐波电流,大量地注入电网,造成电网的电压波形发生畸     

一种无谐波检测的三相并网逆变器谐波灵活控制方法

为了简化三相并网逆变器的谐波补偿控制,同时提高并网逆变器对电网背景谐波电压的抗干扰性能,提出一种无谐波检测的三相并网逆变器谐波灵活控制方法,该方法将本地谐波补偿和抗电网背景谐波电压扰动在三相并网逆变器控制中予以统一考虑。所提控制方法可根据控制目标的不同,在谐波抑制和谐波补偿两种模式下灵活切换。谐波补偿模式,在不需要进行谐波电流检测的前提下,可实现对本地负载谐波电流的有效补偿,简化了谐波补偿时并网逆变器的控制操作;谐波抑制模式,可抑制电网背景谐波电压对逆变器输出电流的负面影响,从而提高并网逆变器的抗干扰能力。通过对同步旋转坐标系下控制器到静止坐标系的等效变换,建立了整个控制系统在静止坐标系的频域模型,分析了系统的频域跟踪特性和稳定性。仿真与实验结果证明了所提方法的有效性。     

电压不平衡时单同步坐标系锁相环的改进算法

为了在电网电压不平衡时能跟踪电网电压基波相位和频率,分析了单同步坐标系的三相软件锁相环(SSRF-SPLL)在电网电压不平衡时不能准确快速锁定基波电压相位的原因,即电网电压不平衡时,dq变换得到的eq中含有二次谐波分量,在使用PI控制时,此二次谐波分量将导致PI难以实现无误差跟踪,影响锁相输出角度。在提高稳态性能并考虑动态性能的基础上,提出了在PI调节器之前增加2次陷波器和特定截止频率的低通滤波器的改善方案。最后通过搭建仿真和实验平台验证了方案的可行性和有效性。     

针对不平衡电网的谐波检测新方法

为解决不平衡电网中电压相位偏移及电流中存在不平衡分量对谐波检测造成的影响,利用二阶广义积分原理设计了一种适用于电网电压不平衡且可抗直流分量干扰的锁相环;其次,在传统d-q变换谐波检测法的基础上做出改进,利用对称分量法提取负序基波电流,经Park变换得到负序基波电流在正序坐标系下的交流分量,从而消除传统谐波检测方法在三相不平衡工况下对正序基波电流检测时的误差。经仿真验证分析,该方法能有效检测出不平衡电网中的谐波电流。     

四桥臂三相四线制并联型APF-STATCOM

通过增加畸变相位闭环控制环节准确锁定基波正序电压初相角,提出了一种能在电网电压不平衡或畸变时准确检测出基波正序有功电流和无功电流的谐波和无功电流检测算法,且可直接适用于三相三线或四线系统;给出了一种能在电网电压不平衡或畸变时对基波正序无功功率进行独立补偿的解耦控制方案.基于所提检测方法及控制方案,四桥臂三相四线并联型APF-STATCOM能在电网电压不理想和负载不对称且非线性的条件下实现用同一原理同时实现谐波抑制、无功和负载不平衡补偿这几种功能.理论推导验证了所提检测方法的正确性,基于Matlab/Simulink的仿真结果证明了所提检测方法及控制方案的有效性,并且具有良好的动态特性和快捷的无功阶跃响应.     

单周期控制三相PWM整流器在不对称电网下的研究

传统的矢量模式单周期控制三相PWM整流器是基于对称电网系统下研究的,功率因数约为1,输入谐波低,且与双极型单周期控制相比,具有更低的开关损耗。当三相电网不对称时,三相输入电流跟踪电网电压的非零序分量,采用传统电网电压选择矢量区间不能保证三相PWM整流器具有较低的开关损耗,且在电网极端缺相故障时,系统不能正常工作。本文采用电网电压非零序分量选择矢量区间,并对矢量区间状态进行分析比较,结果证明所采取的方法能保证系统在任何情况下开关损耗最低。最后对三相PWM整流器工作于不对称电网情况下进行了仿真研究,仿真结果表明采用电网电压非零序分量选择矢量区间能保证电网电压在缺相故障时系统仍能正常工作,并且所采用的单周期控制同时满足对称电网系统。     

基于同步坐标的有源电力滤波器检测策略

针对有源电力滤波器(APF)谐波抑制效果在很大程度上取决于对电网中无功、谐波和负序电流快速而准确监测的问题,提出一种用于无功、谐波和负序电流检测的改进的同步参考坐标法.将采样得到的三相电网电压变换到α-β坐标系,由相关分量合成所得矢量就是电网正序基波分量和负序基波分量的叠加,进而得到理想的基波电压,可计算出cos θ、sin θ.所提出的方法通过对电网正序基波电压矢量的同步旋转跟踪,可以省去锁相环及三角函数的计算.采用Matlab软件仿真及实验模拟三相不平衡负载的检测,结果均证明了采用所提方法的APF具有良好的补偿性能.     

电网电压不平衡及谐波畸变时基波电压同步信号的检测

提出了一种电网电压不平衡及谐波畸变时基波电压同步信号的检测方法。通过采用一种新颖的谐振式锁相环技术,快速补偿锁相过程中各类电网故障引起的相位跟踪误差,有效地抑制了电网电压中负序及谐波分量引起的频率波动、相位抖动。该方法不仅适用于理想电网条件,更可在各种电压跌落、三相不平衡和谐波畸变等严重瞬态、稳态电网故障下,实现基波电...     

可实现运行模式灵活切换的小型微网实验系统

为了能够对微网的运行特性进行深入的理论和实验研究,建立了一个小型实验室微网系统。该系统中的分布式电源采用光伏模拟单元和风机模拟单元,通过电力电子变换装置并入微网;系统以蓄电池为储能装置,并通过双向逆变器并入微网,用以维持微网的暂态功率平衡。当微网联网运行时,以外电网电压和频率为参考,蓄电池双向逆变器、光伏并网逆变器和风机并网逆变器采用恒功率控制;孤岛运行时,双向逆变器的控制策略切换为恒电压、恒频率控制,用以提供微网电压和频率参考。实验结果表明,该系统可以稳定地工作在联网模式和孤岛模式,并可实现二者之间的平滑切换,提高了能量供给的可靠性。     

变电站集中监控仿真培训系统的设计与实现

作开发和实现了一种新型的变电站集中监控仿真培训系统。该系统不仅对两种典型的集中监控系统(SCADA)进行了完整仿真,而且对集控站所在电网及其所监控的500kV,220kV,110kV,三个不同电压等级各具特点的变电站和综合自动化系统进行了详细仿真,实现了集控中心仿真、变电站仿真和电网仿真的一体化联合仿真,从而可以对整个集控站的生产运行过程进行全仿真。该系统已在广电集团广帅供电分公司成功投入运行,取得了良好的培训效果。     

基于准比例谐振双闭环控制的电网模拟器逆变侧设计

针对电网模拟器逆变侧控制,传统的比例积分控制对给定电压的跟踪存在静差值、延时和振荡等问题,提出电网模拟器逆变侧电流内环、电压外环均采用准比例谐振(QPR)控制。选用了合适的电网模拟器结构,建立了单相逆变器的数学模型,采用LC滤波器,设计了QPR双闭环控制器。仿真对比传统比例积分控制,验证了准比例谐振控制器能有效的提高系统对指令电压的跟踪能力和输出电压的稳定性。基于控制器硬件在环测试(CHIL)技术搭建了电网模拟器实验平台并进行实验,验证了该控制策略的可行性。     

大功率电网模拟器系统研究

提出了一种适用于大功率电网模拟器的拓扑结构,并给出了相应的控制策略以及硬件参数设计方法等,保证电网模拟器具备电压频率可调、模拟电网不平衡以及各次谐波发生等功能。分析、设计并搭建了2 MW电网模拟器系统,完成了基本功能的测试实验,验证了理论的正确性和可行性。     

并网逆变器的网压前馈准比例谐振控制方式研究

准比例谐振控制具有对特定频率响应速度快、不存在耦合项且易实现特定谐波补偿等3个显著特点,并被应用于多种分布式发电系统中。针对实际电网电压的频率扰动和幅值畸变的特点,研究了网压前馈准比例谐振控制方式及其应用于并网逆变器的控制性能。仿真分析表明,与传统准比例谐振控制相比较,网压前馈准比例谐振控制可提高系统应对网压突变的能力,减少逆变器并网电流的谐波畸变率。     

采用虚拟电压匹配的含双馈型电源电网暂降源定位

分布式新能源的大量接入和电力电子器件的广泛使用极大地改变了电力系统的暂态响应特性,使得以不含分布式新能源的电网作为研究对象的传统暂降源定位方法不再适用。基于双馈电源的故障机理特性提出一种新的暂降源定位法,首先建立了双馈风力发电系统的不对称故障数学模型,推导不同变换器控制策略下的机端电压统一解析式,分离电压暂态特征分量,指出稳态分量包含暂降位置信息;其次定义了虚拟电压用以表征故障位置信息,提出并网点和其他测点虚拟电压的计算和获取方法;最后采用各测点的虚拟电压构成待识别模式,与预设故障形成的典型暂降模式群进行匹配,确定暂降位置,并在含双馈电源的IEEE 33和IEEE 118节点系统中验证了文中定位法的可行性和有效性。     

H‐infinity controller for frequency and voltage regulation in grid‐connected and islanded microgrid

This paper presents a study on a grid‐connected and islanded multiple distributed generation (DG) system for frequency and voltage regulation. The multiple DG system includes solar cells, wind turbine, fuel cell, and battery storage. The H‐infinity controller is used whose weighting parameters are optimized to minimize voltage and frequency deviation. The performance of the system is analyzed under different conditions for both grid‐connected and islanded modes of operation. In case of the load variations, the inner voltage and current loop react based on the H‐ infinity control strategies. The outer power loop uses the droop characteristic controller. The design is simulated using MATLAB/SIMULINK. The simulation results show that the multiple DG system can supply high‐quality power both in grid‐connected and islanded modes. Also, we show that the proposed control methodology will make the system to transit smoothly between the islanded mode and the grid‐connected mode. The results indicate that the frequency and voltage deviations meet the nominal values as per IEEE standard. © 2015 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于电力系统全数字实时仿真装置的大电网机电暂态–电磁暂态混合仿真

对高压直流输电和柔性交流输电系统设备的准确仿真需建立详细的电磁暂态模型,而大电网中建立所有设备的电磁暂态模型来进行计算是不现实的,针对该问题,采用了3个典型算例,详细介绍了应用电力系统全数字实时仿真装置的混合仿真功能进行大规模电网仿真的过程。将大电网分为电磁暂态子网和机电暂态子网,其中大电网局部或某些关注的设备作为电磁暂态子网,其余网络作为机电暂态子网,电磁暂态子网中的设备用详细的电磁暂态模型描述。将混合仿真计算结果与传统的机电暂态仿真结果相比较,验证了混合仿真的准确性。     

分布式发电系统并网公共连接点电压幅相检测方法

提出一种新型三相幅相检测方法,该方法基于PQR变换,实现了三相电压基波正序、负序分量解耦。电网电压的基波正序分量和负序分量分离后,基波正序分量及基波负序分量的幅值和相位可以分别被检测出来。仿真结果表明,在电网严重谐波畸变条件下,提出的新型三相幅相检测方法克服了传统三相软件锁相环路存在的问题,能准确地跟踪基波正序电压的幅值和相位,在同等检测精度下有效提高了动态响应速度,可应用于分布式发电系统并网公共连接点电压幅相检测。     

北京电网消纳分布式光伏发电能力分析

随着光伏分布式发电的不断发展,光伏发电出力的随机性、运行方式的复杂性对电网的安全稳定运行带来了极大的挑战。文章在分析分布式光伏发电对系统潮流、电压和网损的基础上,讨论了影响系统消纳光伏发电的主要因素,并详细计算了北京局部电网在不同负荷水平、不同运行方式下,可消纳光伏发电的最大容量。