电能质量讲座第九讲浅谈三相电压不平衡

电力系统三相电压平衡状况是电能质量的主要指标之一.三相负荷不平衡以及系统元件三相参数不对称都会引起电力系统三相不平衡.介绍了三相不平衡的基本概念、国家标准.详细阐述了三相电压或电流不平衡对电力系统和用户造成的危害,并给出了改善三相不平衡的措施.     

三相不平衡造成的台区电能损耗分析

分析三相不平衡对台区供电造成的危害,重点仿真分析了不平衡时线路的损耗、变压器的损耗,给出了不同不平衡度时系统的电能损耗,提出治理三相不平衡的相关方法和措施。     

一种三相不平衡度相量快速算法

三相不平衡度是衡量电能质量的重要指标之一。电量的不平衡状态严重危及电器的使用安全,甚至导致用电设备损坏,因此对三相不平衡度的监测非常重要。国标GB/T 15543-2009与国际标准IEC-6100-4-27给出的算法中,要测出三相不平衡度需要进行复杂的相量运算。在微处理器中,若按照标准所给的算法进行计算难以同时保证运算的效率与精度要求。基于几何原理将复杂的相量运算转化为简单的代数运算,提出了三相不平衡度相量快速算法。仿真与实验证明本算法能达到标准规定的精度且高效,适合具有浮点运算单元的微处理器中使用。     

基于不平衡补偿的低压配电网电能质量问题及治理对策研究

针对目前电力电子化配电系统三相负荷不平衡、电能质量下降及谐波分散等问题,提出一种动态响应快及输出谐波小的电能质量综合治理方案,其包括综合治理方式和复合重复控制策略。通过算例分析可知,在特定次谐波补偿模式中发现补偿前后谐波含量减少;不平衡电网补偿后电流畸变消除且电压电流同相位,这说明了综合治理的有效性。在实验验证中,所提方案可实现25 kW感性无功到25 kW容性无功的连续输出,满足技术指标中无功调节-100%～100%的要求,且输出功率与指令值偏差仅为0.49%,满足技术指标中小于3%的要求。此外,补偿后的三相电网电流THD降至4.7%;经过不平衡补偿治理,不平衡度降至1.4%,因此说明所提方案在治理三相负荷不平衡、电能质量下降及谐波分散等问题的有效性。     

电能质量国家标准(5)三相电压不平衡标准

电力系统中三相电压不平衡主要是由负荷不平衡,系统三相阻抗不对称以及消弧线圈的不正确调谐所引起的。由于系统阻抗不对称而引起的背景电压不平衡度,很少超过0．5％。一般架空电网的不平衡度或不平衡电压不超出0．5％～1．5％的范围,其中1％以上的情况往往是分段的架空电网,其换位是在变电所母线上实现的。电缆线路的不对称度等于零．因为无论是三芯电缆或单芯电缆,各相心线对接地包皮来说都处于对称的位置。     

三相不平衡的危害及综合治理措施

本文分析三相不平衡的危害及治理措施,对有源型电能质量优化装置的工作原理和治理效果进行重点介绍,并通过实际案例分析典型应用,为三相不平衡治理提供理论依据和经验指导。     

电网电压不平衡下燃料电池并网逆变器功率控制

基于参考指令变更的三相并网逆变器功率控制方法,通过调节影响功率波动的参考指令内的谐波分量可以实现逆变器电流质量和功率波动间协调控制,但不能实现三相电压不平衡下负序交流分量的无静差调整。针对此问题,提出了三相电压不平衡下燃料电池三相并网逆变器功率控制方法,构建了燃料电池三相并网逆变器电路拓扑结构。在此基础上采用无锁相环直接功率控制方法,采用全通滤波器对并网逆变器电路中的电压和电流基波分量进行90°相移,消除2倍频的负序交流分量,实现并网逆变器有功功率和无功功率的有效控制。仿真结果证明,所提方法控制的并网逆变器进网电流谐波含量为0.33%,输出电流正弦度较高,电网电压不平衡状态下仍能坚持对电流进行控制。该方法功率控制效果好,具有较强的安全性。     

一种新型三相混合电力滤波器的研究

介绍了由晶闸管投切滤波器和有源滤波器组合构成的一种三相混合电力滤波器。对其进行了理论分析，介绍了具体的结构及其控制方案，利用MATLAB对其进行仿真并进行了实验研究，最后给出仿真与实验结果并进行了分析。     

用MATLAB与Visual C++混合编程技术开发的电能质量检测系统

对电能质量检测系统的组成部分和工作原理进行了详细介绍。电能质量检测系统的软件应用MATLAB与C＋＋语言的混合编程技术进行开发。该系统不但能实现电网数据的精确采样，还可以分析电网的各项电能质量指标，并以直观的图形显示出来。     

配电网三相不平衡度近似计算方法简析

文章分析了国家标准GB/T 15543—2008《电能质量三相不平衡度》推荐的三相不平衡度近似计算公式的来历、适用范围及其引起误差的主要影响因素。分析及算例结果表明:该近似公式适用于输电系统三相不平衡度近似计算,但在短路容量较小的配电网中采用该近似公式可能引起较大的误差;文中建议在配电网特别是短路容量较小的低压配电网电能质量规划评估中,宜采用三相不平衡度的精确计算方法。     

电能质量综合优化装置(MEC)在三相不平衡配电网中的应用

针对目前城乡配电网中普遍存在的三相不平衡问题,分析了现状与成因,对比了现阶段主要解决方案的特点,介绍了电能质量综合优化装置(MEC)原理及其在实际台区的应用效果。     

电能质量综合优化装置(MEC)在三相不平衡配电网中的应用

为贯彻落实"以电代煤、以电代油、电从远方来"的电能替代发展战略,苏州供电公司推动政府出台电能替代相关政策,对内完善营销系统流程,进一步明确工作职责,规范项目管理,明晰工作流程,开展培训考核,加强风险控制,逐步实现能效和电能替代工作与业扩报装、客户服务等营销传统业务的深度融合,提高了专业管理流程的精益度、精准性,获得了客户和市场的较好响应效果。     

基于三相-单相电力电子变压器的牵引供电系统负载不平衡、无功和谐波潮流分析

将三相-单相电力电子变压器应用于贯通式同相供电系统,对比计算了传统变压器、电力电子变压器的单相侧和三相侧之间负载不平衡、无功和谐波的潮流关系。基于三电平电路研究了隔离DC-DC变换器和多模块级联整流器的控制方法:整流器采用有功无功解耦控制,实现了三相网侧单位功率因数运行;隔离DCDC变换器采用双边三电平控制,减小了流过中频变压器电感电流有效值。仿真和实验结果验证了基于三相-单相电力电子变压器的贯通式同相供电系统可有效消除负载不平衡、无功和谐波对三相电网电能质量的不良影响,系统动静态性能良好。     

针对不平衡负载三相逆变电源控制方法的研究

三相逆变电源一个最重要的性能是维持三相电压的对称输出，本文提出 了一种新的针对不平衡负载三相逆变电源控制方法，其通过对逆变电源交流中性点的控制，使得主电路中三相电压可以独立控制，所提出的方案在1KW,400Hz的三相逆变电源实现，在不平衡负载下，逆变电源能够维持很好的对称输出电压。     

基于电流相位估计的三相不平衡条件下配变损耗计算

在配电网节能改造中因地制宜地更换高损耗配电变压器尤为重要,计算实际负荷条件下的配变损耗是变压器选型技术经济的关键之一。在低压三相四线制系统中,负荷不平衡往往造成了配变三相电流不对称。文中首先讨论了三相不平衡条件下变压器损耗计算模型,然后面向现有配变低压侧用采系统数据缺失电流相位的情况,提出了变压器低压侧电流相位估算方法,从而建立了三相不平衡条件下基于配变电流相位估算的损耗计算模型,解决了实际工程中因缺失相位数据而无法计算的难题。最后,通过仿真和试验分别对Yyn0和Dyn11这2种常用配变的电流相位估算和损耗计算模型进行了验证。     

非正弦和三相不对称系统中功率的实用计算

针对目前非正弦周期电流电路和三相不对称电路中功率的定义和计算中的缺陷，本提供了一种新的功率定义和实用计算方法。同时介绍了衡量三相系统不平衡度和谐波污染的量化指标。     

三相四线制系统中基于等功率法的谐波检测

有源电力滤波器(APF)补偿性能的好坏很大程度上取决于系统的谐波检测算法。介绍了三相四线制系统中的3种谐波检测法,即以瞬时无功功率理论为基础的d-q法、有功分离法和基于功率平衡的等功率法,重点阐述了等功率法。在系统电压畸变和无畸变、负荷对称和不对称4种组合情况下利用PSCAD/EMTDC软件对系统的谐波检测进行仿真,在此基础上对3种检测法在补偿效果、实时性等方面作详细比较,分析各自特性。比较可知,等功率法不需要大量的计算,程序设计简单,且在补偿效果、实时性、直流侧电压利用率方面均取得其他2种方法难以比拟的效果,且易于硬件实现。实验结果表明,等功率法实用价值高。     

基于线性滤波器的三相四线制谐波电流检测

针对三相四线制电力系统的结构特点及现有谐波检测方法的不足,提出了一种基于二维线性滤波器和瞬时对称分量计算的不对称三相四线制谐波电流检测新算法。该算法的检测原理是利用二维线性滤波器分别检测出各相不对称基波电流,通过改进瞬时对称分量法得到各相电流基波正序分量,从而检测出各相谐波电流。理论推导和Simulink仿真结果表明,该方法能够准确快速地检测出三相四线制电力系统中的谐波电流及无功电流,具有较好的动静态性能。     

三相四线三电平APF并联运行有源阻尼方法

由于滤波性能良好,电感-电容-电感(LCL)滤波器被越来越广泛地应用于有源电力滤波器(APF)。对于单台应用的APF来说,一般采用基于并网电流反馈的有源阻尼方法衰减LCL滤波器的谐振尖峰。然而,在多台APF并联运行以提高补偿容量的场合,传统的有源阻尼方法抑制谐振的效果会显著降低,甚至造成系统无法正常运行。本文在推导并联运行APF的LCL滤波器等效模型的基础上,提出一种新型有源阻尼方法。该方法根据系统并联台数对有源阻尼控制器参数进行自适应调整,提高了APF并联运行系统参数的鲁棒性和系统的稳定性。在3台三相四线三电平APF并联运行系统上的仿真和实验结果验证了所提出方法的有效性。     

电力系统谐波的一种新的单相检测法

在瞬时无功功率理论的基础上,针对一般基于d-q变换的检测方法不能检测不对称三相电流的谐波的缺点,提出了一种新的电网谐波检测方法。此方法属于单相检测法,先提取电网电流中的某相基波幅值,再将基波幅值乘以与该相电流同相位的正弦波,从而得出该相的瞬时基波电流。该方法相对简化了结构,并且采用了改进的算法,能很好地运用于单相电路和三相电路的谐波检测。仿真结果表明,在电网三相电流对称和不对称的两种情况下,这种方法都能保证检测的实时性和精确性。