电压不平衡下正序有功有源装置补偿特性研究北大核心

介绍了应用于低压配电网三相四线系统的电力电子动态有源补偿装置,分析了基波正序电流分量检测方法的基本原理,利用此种控制方式的配电网有源补偿装置在谐波、无功、三相不平衡方面的补偿特性。在Matlab/Simulink环境下仿真证明此种检测方法的可行性和对三相负载不平衡情况下的良好补偿特性,尤其是在三相电压不平衡的情况下,最后通过开发样机证明了此种理论在补偿配电台区无功情况下的有效性。     

静止无功发生器在电压不平衡下的工作特性及其对不平衡电压的补偿

电网电压不平衡对并网的电力电子装置有着十分重要的影响.本文详细分析了采用传统控制方法时静止无功发生器(SVG)在电网电压不平衡下的工作特性.为了降低不平衡电压对SVG的危害及其对负载的影响,在SVG补偿无功的基础上,提出一种多目标补偿控制策略.当电网电压严重不平衡时,SVG就从补偿无功的功能切换到补偿电压不平衡的功能,扩展了SVG的功能.仿真和实验结果验证了该方法的正确性.     

可同时补偿电压不平衡的串联型有源电力滤波器

文章中的串联型有源滤波器是与无源滤波器配合使用的,它除了可以改善无源滤波器的滤波效果之外,还可以同时补偿三相中点接地系统中的电源电压不平衡.提出的检测电流谐波和电压中负序零序分量的方法都基于瞬时无功功率理论,检测算法较为简单并且实时性好.最后仿真结果验证了检测算法的正确性.     

不对称电压下不平衡负载的平衡化补偿方法

研究电力系统电压不对称情况下不平衡负载的补偿方法,指出非理想系统电压下Steinmetz平衡分量补偿方法无法实现三相不平衡负载电流平衡补偿。在Steinmetz理想补偿理论基础上增加一个无功补偿自由度,提出在系统电压不对称情况下将三相负载电流补偿为单位功率因数或正序补偿电流2种情况下补偿导纳的计算方法。在此基础上给出了用于三角接STATCOM在任意系统电压下补偿不平衡负载的系统控制方案,具有快速动态响应性能并保持系统稳定,通过PSCAD/EMTDC仿真及现场工程试验证明了所提方法的有效性。     

正序电压电流补偿的方向元件

提出了一种基于正序电压电流补偿的方向元件,可用于高压输电线路纵联方向主保护。给出了补偿阻抗的确定方法,在经过合适的阻抗补偿后,该方向元件能够反应系统全相及非全相状态下各种不对称故障,不受系统振荡的影响,在启动元件启动后整个过程能长期投入运行。对于线路发生三相短路的解决办法是补偿加入电压电流的正序故障分量。用电力系统动态模拟试验的故障录波数据对该方向元件进行验证,结果表明,该方向元件能有效、可靠地判断出故障方向。     

基于正序电流有功分量的有源配电网多端差动保护方法研究

分布式电源的接入,使得潮流双向流动、短路电流变化复杂,传统三段式电流保护难以适用.针对分布式电源负荷多端接入场景下难以解决数据同步的问题,提出一种基于正序电流有功分量的多端差动保护方法,利用正序电流有功分量为直流量、基本不受对时误差影响的特点,构造差动保护判据,实现多端差动保护.仿真结果表明,该方法能够有效判别区内故障,且具有一定的抗过渡电阻能力.     

有源不平衡补偿装置的3次谐波电流抑制方法

有源不平衡补偿装置可以完全实时补偿低压配电网三相负荷的不平衡功率,但是不平衡补偿功率会导致补偿电流发生畸变。分析了补偿电流发生畸变的机理,指出有源补偿装置输出的负序功率将导致直流侧电压的二倍频波动,进而通过直流电压自励控制环路在补偿电流指令中引入了3次谐波分量。提出了一种阻断直流电压二倍频波动传递环路的3次谐波消除方法,实验结果表明了这种方法的有效性。     

电力电子变压器非正序电压补偿控制策略

三相不平衡是配电网常见的扰动之一,它会使电力电子变压器内部级联模块产生功率偏差,破坏高压直流链路层各个级联模块功率平衡,导致直流母线电压波动。传统解决方法多采用功率反馈型被动控制策略,这里通过对级联型电力电子变压器并网逆变器直流链路层三相功率方程的分析,提出主动补偿序电压调节三相功率流动方法,目的是使三相功率重新平衡,保持直流母线电压稳定。还分析了零序电压补偿法和负序电压补偿法的作用机理,简要讨论了两种方法在实际应用中的差异。仿真及实验分析表明,序电压补偿法具有良好的跟踪控制性能,响应快,且具有抗干扰能力强、暂态性能优越等特点。     

不平衡负载下并联有源电力滤波器的补偿性能

实际工业现场存在谐波、负序及无功等问题需予抑制以满足其他用户的用电要求,而有源电力滤波器(APF)是一种新型电力电子装置,除抑制谐波外,对于不平衡三相电路,还可同时抑制基波负序电流。为准确检测出不平衡负载的谐波与基波负序分量,APF的低通滤波器采用移动平均滑窗算法并在研制的66 kVA的APF基础上对不平衡三相电路进行了补偿。仿真和实验结果证明了所研制的APF可以快速、准确地检测出基波负序及各次谐波电流,补偿后的系统侧电流畸变率从28.5%降至2.79%,充分达到了谐波抑制的国际标准。     

配电变压器负荷不平衡有源补偿技术应用研究

随着配网建设的推进和用电负荷的广泛接入,配电变压器负荷三相不平衡问题日益突出,本文研究有源三相不平衡补偿装置在配电台区的应用技术。首先指出了负荷三相不平衡带来的问题,并从理论上分析了该装置提高台区电能质量、降低配变和线路损耗的原理;然后基于贵州电科院"电网节能降损技术实验室"平台,模拟实际配变、线路及负荷情况,验证了该装置能在调节负荷不平衡的同时补偿无功,实验中还通过控制变量法得出影响装置降损效果的两个关键因数:装置接入点至变压器之间低压线路长度、装置自身效率,进而提出有源补偿装置应用于台区三相不平衡治理的技术改进方向;最后,在贵阳供电局安装了两台有源补偿装置,现场运行结果验证了理论分析和实验测试结果的正确性。     

基于DDSRF的不平衡负载下SVG分序补偿研究

不平衡负载的存在会导致电网三相电流不平衡,降低电网电能质量,静止无功发生器(SVG)在电能质量治理领域得到广泛应用,针对不平衡问题提出基于DDSRF的SVG分序补偿策略,首先推导了SVG的数学模型,利用双同步坐标系解耦(DDSRF)分离出电网的正、负序电流,在dq旋转坐标系下分别对电网中的正、负序电流进行补偿。最后在Matlab/Simulink搭建系统模型,仿真结果表明该控制策略实现了对电网不平衡电流的补偿和对系统无功的补偿,且响应速度很快、补偿效果良好。     

孤岛微电网电压不平衡自补偿控制研究

随着分布式发电系统和微电网的发展,发电单元不仅需要向电网注入功率,还需要在孤岛模式下保证提供较高的电能质量。提出了一种孤岛微电网的电压不平衡自补偿控制策略。该控制方案是在发电单元逆变器的控制器上实施的,首先设计了传统的包含虚拟阻抗调节的下垂控制,然后设计了电压电流双闭环比例谐振控制器,最后在传统控制器的基础上引入了自平衡控制,并基于系统参数分析了系统的稳定性。为了验证控制策略的有效性,基于实时仿真平台搭建了微网孤岛运行试验平台,开展了相关试验研究,试验结果表明所提出的方法能较好实现电压不平衡自补偿。     

不对称电网故障下的正序电压分量补偿法

针对双馈风力发电系统中的不对称电网电压故障,基于正负序分解的思想,提出了一种正序电压分量补偿方法,通过使用该方法将不对称故障问题的处理转化为对称故障问题的处理。提出了实现正序电压分量补偿法的拓扑结构和控制策略,并确定了正序电压参考值的计算方法。在Matlab/Simulink中构建了相应的仿真模型,通过不同故障类型和不同电压跌落程度下的仿真,验证了该方法在不对称电网故障下提高双馈风力发电机组低电压穿越能力的有效性。     

电压不平衡下三相4开关有源电力滤波器电流参考值

三相4开关并联型的有源电力滤波器(APF)拓扑简单,开关损耗小、经济效益高,但控制性能易受到电压不平衡的影响,特别是直流母线中点电压不平衡和电网电压不平衡。为抑制该影响,对第1种不平衡情况,通过三相4开关并联型APF建模,推导出直流母线中点电压不平衡对三相4开关逆变器输出特性影响机理,它的存在将影响三相输出对称性,为此提出了一种电容电压差值前馈控制方法,可有效抑制直流母线中点电压不平衡带来的影响;针对电网电压跌落引起的不平衡和短时故障等现象,从APF补偿目标出发,在矢量分析的基础上,提出了一种基于线电压合成的电流参考值生成策略,具有使用传感器少、适合多种不平衡情况的优点。仿真和实验验证了方法的可行性。     

三电平不平衡负载补偿装置直流侧电压控制

在三相不平衡治理装置中,需要输出负序电流和零序电流来实现对不平衡负载的补偿。以三电平电能质量智能补偿装置为依托,从功率守恒的角度揭示了补偿正序、负序、零序电流时输出电流与直流侧电压的内在关系,同时根据不同应用场合建立电压控制的不同控制策略,实现逆变器直流电压和输出电流的精准控制,并借助实体样机进行验证。     

低压配电网三相不平衡补偿装置研究

研究了一种低压配电网三相不平衡补偿装置。介绍了装置的三相可控电压源型逆变电路,分析了工作原理并推导数学模型。基于dq0坐标变换检测指令电流,引入有源阻尼实现无阻尼LCL滤波;同时采用空间矢量脉宽调制技术SVPWM提高系统的容量;最后进行了仿真和试验验证。试验结果证明了该方法的正确性和有效性。     

配电网三相不平衡补偿装置的研究

为了解决中、低压配电网系统中普遍存在的三相负荷不平衡问题,利用晶闸管控制电抗器和固定电容器组相结合的补偿方式来进行负荷不平衡和无功功率的综合补偿。根据三相不平衡补偿原理,可以由负载的三相线电流获得需要补偿的电纳值;利用分相调节模式,可以提供三相分别控制的、连续平滑变化的等效电纳值,通过调节静止晶闸管的触发角,获得电纳的给定值,达到补偿效果。仿真结果表明,该装置可以对三相不平衡负荷同时实现无功功率补偿和负荷平衡化。     

不平衡工况下电网电压序分量快速提取方法

快速准确地获取三相不平衡电网电压的序分量(即正、负、零序分量)是实现高性能并网逆变器控制的基本要求。文中提出了一种实用的瞬时序分量提取方法,可提高不平衡电网电压序分量的提取速度。首先,使用虚拟正交信号构建法和单相锁相运算获得虚拟三相电压相量,之后利用对称分量法和单相锁相逆运算,即可快速获得序分量的幅值和实时相位。该方法仅需电网电压及其虚拟正交信号,即可直接获得瞬时电压序分量,无需闭环检测方法中的参数设计和调试过程,且计算精度能够满足工程要求。通过MATLAB/Simulink实时仿真平台验证了该方法的正确性。     

电压跟踪型单相电网有源滤波器补偿特性的研究

首先根据电压跟踪电压源型单相电网有源滤波器的拓扑结构,建立了滤波器系统的数学模型,对无功电流补偿和谐波电流抑制的原理和特性进行了深入研究,确定控制回路设计的两个准则,最后给出实验装置的一组实验波形。实验结果证明了该滤波器无功补偿和谐波抑制的有效性。     

DSTATCOM补偿不平衡负载分序控制策略

通过分析负载不平衡时各序等效电路,建立了配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)在各序等效电路中的数学模型,并提出了分序控制策略.针对负载电流正、负序分量三相对称的特点,分别在正、负序同步旋转坐标系下进行补偿,而零序分量在三相坐标系进行补偿,为了提高补偿精度,同时抑制装置本身产生低次谐波和扰动,引入重复控制.最后在MATLAB/Simulink环境中搭建10 Mvar/10 kV DSTATCOM系统进行仿真验证,证明了新型控制策略补偿不平衡负载的有效性,并且具有一定抑制电网电压不平衡的能力.