文摘

一种新的电力电容器连续调容方法研究[中]/曹秋云,马宝娟//黑龙江电力.2007,29(2):105~108提出了一种新的电力电容器调容方法,该方法基于PWM控制原理用电力电子开关控制两组电容器的投切,通过调节控制脉冲的占空比连续调节电容。该方法克服了目前无功补偿装置中分组投切电容器时电容有级差的缺点,同时减少了补偿所需电容器组的数量。采用MATLAB中的PowerSimSystems对该方法进行仿真分析,仿真结果与理论值一致。图8表2参3关键词:电力电容;连续调容;PWM;无功补偿阿海法输配电集团765kV互感器专有技术和1100kV技术方案综述[中]/上海雷兹…     

基于智能电容器的无功补偿系统设计

根据目前国内电力市场的发展和电容无功补偿技术的水平,本文设计了基于智能电容器的无功补偿系统, 分析了该系统的原理,阐述了无功补偿的控制策略和电容器的投切方式,介绍了智能电容无功补偿器的硬件模块和软件的设计,并进行了实验仿真。     

治理配电网电压波动的TSC无功补偿电路设计

为减小同步辐射装置负荷所致配电网络电压波动,采用晶闸管投切电容器无功补偿装置(以交流过零型固体继电器为开关)进行无功补偿。该装置以负荷侧无功电流幅值IQM为电力电容的投切判据;借助MATLAB仿真工具SIMULINK仿真补偿后的配电网络,获得IQM进而求得该网络无功补偿所需的电容量,用晶闸管投切最终网络得到所需无功功率补偿,电压的波动值控制在允许范围内。     

用于控制电容器组投切的新型智能交流接触器

采用M atlab仿真软件对接触器在线路中投切电容器组过程中产生的涌流进行了分析和研究,提出了全新的控制方法。设计了一种价格合理、使用简便、性能指标优良的智能交流接触器,改善了目前无功补偿领域中采用接触器投切电容器的诸多缺点。该接触器采用3台单极小型交流接触器控制三相电路中的电容器组投切工作,实现了零电压投切,有效地减少了线路中出现的涌流,极大地提高了接触器的各项性能指标,提高了投切电容的可靠性。     

低压无功补偿优化投切控制新方法研究

传统的低压无功补偿控制算法响应速度和补偿效果欠佳,提出了一种低压无功补偿优化投切控制新方法.采用功率因数控制方式初次投入电容器组之后,利用电压、无功功率、功率因数3个量,运用模糊控制算法,对电容器组进行二次优化控制投切.实验结果显示,使用该方法的控制器控制算法趋于简单,响应速度快,解决了电压质量和功率因数之间难调节的矛盾以及电容器的往复投切振荡等问题.400V低压配电网系统功率因数能达到最佳值.     

谐波情况下并联电容器组的投切方法研究

针对变电站装设有不同电抗率并联补偿装置与变电站电压无功控制(VQC)相结合,进行了谐波情况下电容器组投切方法的研究.电容器投切组数由VQC确定,但投切哪些支路则根据谐波情况进一步确定.本文依据谐波的严重程度,将变电站的谐波情况分为四种,结合电容器组投入后谐波电流的补偿分析,探讨了不同谐波情况下电容器组适宜的配置方法.本文给出了变电站电压、无功控制中各种谐波情况下电容器组的投切策略,即在不同的谐波情况下,对不同电抗率的电容器组进行最优的组合,在满足电压无功控制的前提下以达到对谐波最大限度的补偿效果.最后,通过仿真分析验证了所给出方法的正确性.     

综合电能质量控制器

提出了一种新型的综合电能质量控制器（UPQC）。该控制器能满足大容量综合补偿的要求。该控制器由晶闸管投切的电容器组、串联有源电力滤波器和并联有源电力滤波器组成。并联电容器组补偿系统无功，并联滤波器补偿负序电流和谐波电流，串联滤波器补偿谐波电压和不对称电压。文中建立了仿真模型以检验UPQC的补偿效果。仿真结果表明，UPQC的补偿效果是比较理想的。     

基于可变电压源的混合式电网无功功率连续补偿新方法

介绍了一种电网无功功率连续补偿的新方法，即用可变电压源与固定的电容或电感串联接入电网，通过改变电压源电压来连续改变补偿电流，以实现无功功率的最佳补偿。配合采用分组投切的方式，可实现大容量电网的无功功率连续调节。该方法可提供容性或感性无功功率，且不产生谐波污染；所需电压源容量小，控制简单，能实现自动投切，并能通过控制投切角，实现对固定电容器的无冲击电流的过零投切，从而更好地对电容器进行保护。     

基于SCC结构的低频磁耦合谐振无线输电系统

在低频磁耦合谐振四线圈无线输电(MRC-WPT)系统中,引入一种改进的开关控制电容(SCC)补偿结构,通过调节SCC结构中开关管驱动脉冲的移相角,实现对系统驱动线圈的精确电容补偿,解决了系统投切电容器组的有级补偿不精确的问题,也为系统实现动态电容补偿并能在变化条件下进行高效无线输电提供了条件。仿真和实验验证了理论分析的有效性以及SCC电容补偿结构实施的可行性。     

基于预充电的电容器组投切控制策略

为了减小配电网中无功补偿并联电容器组投切时所引起的涌流和过电压,对电容器组的投切过程及其自适应控制进行了研究,提出一种采用普通接触器的投切策略.该策略利用电网特性,通过二极管支路预先使三相电容器中的两相充电,使得一个周期内三相电压波形存在唯一一个同时过零点.在该过零点投入电容器组,能有效降低合闸涌流及过电压.仿真表明,采用该策略投切电容器,电容器合闸涌流被限制在2.5 p.u.以下,电压波形畸变很小.通过添加二极管支路预充电能有效地改善电容器组投切时的暂态性能,从而延长电容器的使用寿命.     

考虑宽负载变化的有源电容等效容值控制与损耗分析

二端口有源电容是一种仅有2个引出端口而无需任何附加电气连接端子的有源电路。然而,基于传统控制方法的有源电容等效容值在理想情况下是无穷大的,这不适用于某些需要精确容值的无源电容应用场合。为此,提出了一种基于二端口有源电容的等效容值控制方法,该方法能根据不同的应用需求实现对有源电容的精准容值控制。首先,对有源电容的阻抗进行建模与分析;然后,通过基于单相整流器的仿真分析,将通过等效容值控制的有源电容与具有相同容值的无源电容进行对比,以验证控制精度;最后,通过与传统有源电容控制方式在功率损耗和动态响应速度方面进行对比,结果验证了所提出等效容值控制方法的有效性。     

基于直流微网虚拟电容控制的等效电容计算方法

相较于交流电网,直流微网结构简单、效率高,且能够更好地消纳光伏、风电等分布式新能源,但其几乎不具有惯性。通过对端口换流器施加虚拟电容控制策略,使其可模拟电容充放电特性,能够改善直流电压质量,增强直流微网稳定性。但该控制方法对系统惯性提升机理暂不明确,虚拟电容控制策略所虚拟出电容值大小等问题也有待进一步探究。据此,类比于交流电网在负荷突变瞬间发电机按照惯性大小分担负荷的特性,提出直流微网中各端功率调节初期按照端口电容值比例进行分配,并在此基础上提出基于虚拟电容控制策略的等效电容计算方法,探究虚拟电容与等效电容间的对应关系。最后,搭建了控制器级的硬件在环测试平台,验证了虚拟电容控制策略的有效性、直流微网功率调节分配依据及所提等效电容计算方法的正确性。     

一种带非电解电容的电动汽车充电电源的建模和设计方法

电动汽车车用电池的寿命通常在50 000 h以上,而传统的电动汽车车用充电电源寿命受电解电容的限制只能在8 000 h左右。为实现充电电源与动力电池的寿命匹配,关键在于将短寿命的DC-link电解电容替换为长寿命的非电解电容或代替电容的其他结构。本文提出了一种基于状态空间平均法的建模方法,重构了包括控制电路和主电路的平均控制模式下的Boost PFC电路。并通过该方法得到全电路的控制框图,最终得到了输出电压对输入电压的闭环传递函数,进而得到了100 Hz两倍工频纹波电压的衰减倍数与DC-link电容之间的关系,证明了DC-link电容容值可以大大低于传统的经验值,实现了长寿命小容值的薄膜电容对短寿命大容值电解电容的替换。最后用仿真和实验样机对该建模方法以及电源的无电解电容化进行了验证。     

用于PFC的Buck/Boost有源储能电容变换器研究

针对PFC变换器,推导输入功率因数为1时,储能电容容值与其电压及输出功率的关系,表明容值与直流母线电压及其纹波成反比,与功率成正比。鉴于电容纹波电压受制于直流母线电压平均值,提出采用Buck/Boost有源储能电容变换器取代直流母线电容,增大了其电压变化的自由度,使电容能量实现满充满放,保证输入功率因数为1,能将容值大幅减小,因而可以采用薄膜电容或瓷片电容作为储能电容。分析了该变换器的工作原理,提出了采用输入电压移相以实现所需占空比的SPWM控制方法和实现电路,制作了60 W的样机进行实验验证,实验结果表明所提方法是有效的。     

提高功率因数的串联电容法研究

基于串联电容法和并联电容法提高两台同工况三相异步电动机功率因数的原理,推出串联电容法和并联电容法所需电容量之间的关系,从而证实了用串联电容法提高电动机功率因数时,在一定条件下所需电容量较小,且能减小电动机启动电流.     

一种新的电容器电容控制方法研究

采用一种新的电容控制方法,就是采用聚丙烯膜的质量密度法测得的厚度作为电容设计的依据之一,然后通过对心子压装时施加一定压力,使电容得到有效控制。通过生产线对产品验证压力控制电容方法的有效性,以提升电容器心子制造水平。     

基于桥臂二倍频电流分量重构的MMC降容控制方法

模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）已显示出很好的工程应用前景。降低MMC子模块电容电压波动对实现换流器的轻型化具有非常大的工程意义。通过对国内外降低MMC子模块电容电压波动的各种控制方法进行归纳总结,可知各种通过控制方案降容的方法的实质为在桥臂上注入谐波电压和电流。在此基础上,提出一种桥臂二倍频电流量重构的方法,并在PSCAD/EMTDC仿真环境下搭建程序进行验证,仿真结果表明所提方法可有效降低子模块电容电压纹波幅值。进一步进行了低电容容值仿真验证,其在保持子模块电容电压纹波幅值不变的情况下,可有效降低子模块电容容值30%以上。另外,进行了MMC换流阀损耗分析,结果表明低电容容值工况下的换流阀损耗不大于对照工况下换流阀损耗。     

基于模组解耦控制的高调制比混合型MMC电容优化方法

高调制比混合型模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)子模块电容的均压控制方法借鉴半桥型MMC,全桥及半桥子模块电容的充放电行为存在强耦合,导致半桥子模块电容电压波动率较小,给电容值的优化带来挑战。为此,文中首先计算高调制比下两类子模块的电容电压波动率,以明确半桥子模块电容值的优化空间。进一步,提出全桥及半桥模组平均开关函数的设计原则,考虑子模块电容电压瞬时最大值的约束,实现半桥子模块电容值的优化。然后,在现有MMC基本控制框架下,提出基于模组解耦的控制策略,实现电容电压动态的准确控制。最后,在MATLAB/Simulink中搭建混合型MMC的仿真模型,对所提电容优化方法进行验证。仿真结果表明:所提电容优化方法不仅可以实现对全桥及半桥子模块电容电压直流分量和纹波分量的控制,还可降低半桥子模块电容值。     

采用电抗子模块分段投切的模块化多电平换流器降电容方法

模块化多电平换流器(MMC)子模块电容的电容电压波动使得电容值难以降低,阻碍了MMC换流阀轻型化的发展。在考虑了2次和4次相间环流的基础上,分析了子模块电容电压与桥臂电流相互影响的机理。为了降低子模块电容电压的波动水平,提出了一种以子模块形式分段投切桥臂电抗器的降容方法。分析了子模块电容电压波动的产生机理,分析了电抗子模块分段投切降容方法的原理,并设计了相应的控制策略。最后,在PSCAD/EMTDC仿真环境下搭建了双端基于MMC的高压直流(MMC-HVDC)模型,验证了所提降容策略的有效性,并与现有的环流抑制策略进行了对比分析。     

柔性直流输电功率模块电容的在线监测

对于柔性直流工程所用的薄膜电容来说,其容量的衰减程度是电容老化和健康状态的重要指标。在回顾典型的电容容量估算方法的前提上,针对模块化多电平拓扑的柔性直流换流阀分析了实际工程中的测量数据所遇到的两种主要误差:采样噪声和同步误差。在此基础上,考虑了最近电平调制的特点,计算了功率模块在每个切除状态下的电容电压平均值和每个投入状态下的桥臂电流积分,利用最小二乘法设计了在线电容容量估算的方案。与其他两种方案的仿真对比表明,所提方法对采样噪声和同步误差敏感度低,算法简单计算量小,适用于实际工程。