典型单相非线性负荷的精确谐波模型及其谐波衰减特性

针对基于不可控桥式整流电容滤波电路的单相非线性负荷,建立精确的频域谐波模型,该模型得到仿真和实验的验证,可用于对该类非线性负荷的谐波衰减特性进行研究。通过基于模型的分析研究,提出2个表征谐波衰减特性的新指标,即电路导通角衰减系数和电压峰值衰减系数。仿真结果表明,这2个指标与该类非线性负荷的电流谐波总衰减系数有较好的相关性,可以较好地反映系统电压畸变对该类负荷电流谐波特性的影响,揭示了其谐波衰减效应发生的原因,并在一定程度上实现了对非线性负荷谐波衰减效应的定量分析。     

低压配电系统单相非线性负荷的谐波衰减效应研究

对单相不可控电容滤波整流型电路的仿真和实验研究表明,低压配电系统非线性负荷的谐波特性与电压波形畸变程度相关;提出用电压波形的波峰系数(crest factor)作为非线性负荷谐波电流的衰减效应(attenuation effect)的衡量指标,波峰系数与非线性负荷的谐波发生水平之间具有线性递增关系.分析还表明,在民用低压配电系统中,非线性负荷谐波电流几乎均使其供电端电压呈现平顶波峰的趋势.这一结论与实测电压大部分呈现平顶波一致;同时说明,导致低压系统供电电压畸变的主要因素就是系统中大量存在的分布式谐波源.     

谐波检测中小波变换频域特性分析

小波变换作为一种新兴的理论已经在许多领域得到广泛应用,鉴于其良 好的时频特性,有些文献将其应用 于电力系统暂态谐波检测。文中通过分析小波函数的频域 特性,阐明了将其应用于谐波检测时产生误差的 根本原因,最后总结了几种典型小波的频域 特性,指出现有的小波均无法实现谐波的精确测量,必须构造 频域行为良好即分频严格、能 量集中的小波函数,以改善检测的精度。     

基于频域动态模型的间谐波相量测量方法

由于大量电力电子设备的存在,电网中可能存在不同频率的间谐波,并对设备安全构成直接的影响。为提高间谐波测量的准确度,提出基于频域动态模型的间谐波相量测量方法。该方法运用泰勒级数表述频偏特性,对间谐波进行建模,再采用补零运算对信号进行傅里叶变换,并利用幅值最大值及其相邻的若干个估计值联合来对间谐波相量估计值进行修正。分别应用间谐波理想信号以及加入不同谐波和噪声的信号来检验算法的性能。仿真结果表明:与传统傅里叶算法相比,该算法能在动态条件下,消除或减小频率偏移所引起的测量误差,并大幅减少了系统动态特性所引起测量结果的波动。     

典型单相非线性负荷谐波特性研究

在不同用电背景下对各设备进行了大量的谐波测量,对其谐波幅值、相位差异进行了研究分析。并按照住宅建筑和办公建筑的负荷分布情况,对上述设备进行组合,测量不同组合下的谐波状况,验证了由于不同设备相位差异引起的总谐波电流的分散效应。提出了以零序电流比指标作为进行住宅、办公建筑中的中性线截面选择依据的建议。     

电动汽车三相不控整流充电机频域谐波模型

电动汽车充电站的谐波污染主要来自充电机前级的不控或相控整流电路,针对采用无源功率因数校正的三相不控整流充电机,分析其在充电电流连续和断续模式的工作原理,根据充电过程中电压和电流平衡方程,推导充电机的频域谐波耦合导纳矩阵,并由充电等效电路得到不同模式下的谐波导纳矩阵参数,由此建立电动汽车充电机频域谐波解析模型。该模型将充电机时域非线性特征转换成频域线性导纳矩阵,以表征其各次谐波电流与机端各次谐波电压的耦合关系。最后,通过仿真和实验分析验证了该模型的正确性。     

基于实测数据的谐波负荷模型控制策略

负荷建模对维护电力系统的安全稳定运行有重要意义。提出一种基于实测数据和谐波发生机理的谐波负荷模型,在分析实测数据的基础上,将受控电流分解为基波与谐波分量分别控制。谐波电流采用基于电压前馈解耦的双闭环控制策略,保证运行过程中的功率平衡和稳定性;提出一种改进型的准PR双谐振控制方法对dq0轴谐波电流进行跟踪控制,能够同时控制2个相邻的奇次谐波,在满足控制精度的同时有效简化了控制器。仿真结果表明,模型控制策略具有较高的精准度和快速性,且模型电路结构利用现有技术可方便实现,实用性较高。     

负荷模型与负荷电压特性的研究

主要论述负荷模型与电力系统负荷节点的电压与有功功率特性的关系，给出了包含恒功率负荷模型，恒电流负荷模型，恒阻抗负荷模型的综合负荷模型的特性曲线，定性分析了考虑综合负荷模型时的负荷电压稳定性的临界点以及仅考虑恒功率模型时的区别，论述了考虑综合负荷模型时的负荷电压稳定域，说明了负荷模型对电力系统计算的影响。     

可适应电压波动环境的谐波源频域卷积模型

针对现存谐波源模型中普遍采用常量参数,难以适应背景电压变化的环境,模型精度较低等问题,该文提出一种精度更高的谐波源频域卷积模型和相应模型参数的求解方法。分析谐波源端口电压、电流在频域下应满足的卷积关系,并建立频域卷积模型,随后得出模型相关参数在具体谐波源网络中的构成特点,并分析模型理论误差来源,提出运用偏最小二乘法和逐步回归分析法对模型参数进行筛选求解,并在Matlab/Simulink环境下通过对比验证了模型的精度。仿真结果表明,所提出的谐波源频域卷积模型在背景电压波动的场景中仍保持较高精度,更适应于在实际电力系统谐波源建模中采用。     

基于谐波耦合主导分量模型的居民负荷集合性谐波评估

随着我国居民用电比例的逐年升高,家用电器产生的谐波越来越不容忽视,对居民负荷用电谐波特性进行研究具有重要意义。首先,提出基于实测数据建立各电器负荷的谐波耦合主导分量模型,该模型可考虑不同供电电压条件下负荷的谐波产生特性以及多谐波源负荷之间的叠加与分散效应。然后,综合考虑影响我国居民用电的各因素,引入修正系数和影响因子,确定各电器的开通概率与持续时间,建立适合我国民用负荷特点的用电行为学模型。利用马尔科夫链蒙特卡洛法,结合各负荷的电气模型与行为学模型,采用自下而上分层建模的思路,提出居民负荷的集合性谐波评估方法,可预测居民单户、多户以及区域负荷用电的谐波情况。最后,通过仿真算例与实测数据对比验证了所提方法的准确度和适用性。     

基于电磁暂态分析的高速铁路牵引网谐波模型及谐波特性分析

在建立了电力系统多导体传输线模型的基础上,结合牵引网等值电路的自身特点,利用多导体降阶方法,并通过电力系统电磁暂态仿真平台建立了牵引网的谐波模型。采用某高速客车的典型数据,对牵引网中的谐波电流放大现象和规律进行了仿真分析和验证。通过对牵引网长度、机车位置等因素与牵引网发生谐波电流放大关系的研究,证明了所建模型的正确性。     

低压配电系统单相非线性负荷谐波诺顿模型研究

谐波诺顿模型是一种简化的非线性负荷谐波模型,其构造和使用都是有条件的。对利用两种不同运行状态下的电压和电流波动量构造模型的方法(波动量法)进行理论分析,结果表明:电压波峰系数是影响低压配电系统单相非线性负荷谐波诺顿(Norton)模型成立的关键因素;模型只能在相同的波峰形态下构造(平顶或尖顶),且仅适用于相应的电压波形环境。实验和系统实测数据验证了这一结论。大量的实测结果还表明:在民用低压配电系统中,供电电压几乎均呈平坦波形,这为非线性负荷的谐波Norton模型参数提取提供了良好的构造和使用条件。文中还对通过投切电容器产生电压和电流波动量的方法进行了合理性分析,证实所提方法能有效地获取负荷谐波Norton模型参数。     

非线性负荷仿真模型及其对谐波计算的影响

现代电力系统要求非线性负荷在并网运行前要进行谐波分析,采取谐波治理措施。对非线性负荷的预评估工作需要建立其数字仿真模型,不同的数字仿真模型会对谐波分析结果造成不同的影响。本文根据当前普遍采用的几种非线性负荷的仿真模型,分析了它们在不同仿真环境中的使用情况,并构建一个简单的电力系统,通过仿真对比了不同模型对计算结果的影响,能对非线性负荷仿真中模型的选择起到参考作用。     

基于小信号谐波模型的VSC换流器谐波特性分析

为了准确分析电压源换流器(voltage source converter,VSC)中稳态谐波特性,基于谐波状态空间(harmonic state space,HSS)理论,在稳态运行点处建立了小信号VSC-HSS模型,推导了 VSC-HSS的谐波传递函数矩阵.VSC-HSS模型计算结果得到的时域波形及频域谐波含量与仿...     

基于二次谐波分量衰减特性的变压器励磁涌流识别方法

变压器空载合闸时将产生大的励磁涌流,受剩磁、合闸角、变压器参数等因素影响,涌流特性复杂,辨识困难。这一现象在包含变压器匝间短路场景下,体现尤为明显。目前尚缺少考虑匝间短路因素下励磁涌流特性的数学表征和辨识判据。本文笔者提出了一种基于二次谐波分量衰减特性的励磁涌流表征方法,采用基于变压器二次谐波分量与基波分量幅值比的涌流判定依据,可实现包含匝间短路等多场景下励磁涌流的快速辨识。     

电力负荷的谐波建模

电力负荷的谐波响应可以用其集总效应来描述.文章叙述了电力负荷谐波建模的研究现状;提出了通用谐波模型和利用系统辨识技术建立电力负荷谐波模型的新方法.通过对星形和三角形不同联接方式下负荷模型的分析,导出了描述三相负荷集总效应的数学表达式,并将单相负荷谐波的建模方法推广到三相负荷谐波建模.用一虚拟算例说明了三相负荷谐波建模过程中应当注意的问题.     

频域补偿特性等价的发电机励磁模型转换方法

国内外常用的电力系统仿真软件对发电机励磁模型定义存在差异。为解决不同仿真工具间的励磁模型不匹配问题,提出一种频域补偿特性等价的励磁模型转换方法,首先求取在基准频率下基于BPA/PSASP定义的中国化励磁模型各个环节的幅频补偿特性,计算励磁模型比例—积分—微分校正模块总体幅频补偿特性并据此反推与之匹配的IEEE标准励磁模型的参数。该方法可在避免大量自定义建模工作和初值平衡计算的前提下获取原有励磁系统的动态特性,实现绝大多数中国化励磁模型的转换。实际电网的时域仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于频域复插值的谐波和间谐波测量方法*

针对谐波和间谐波测量的栅栏效应问题,提出一种频域和窗函数的离散时间傅里叶变换(Discrete Time Fou-rier Transform,DTFT)做复插值的方法,该计算在时域相当于信号乘以窗函数的平方,克服栅栏效应的同时也提高了加窗FFT方法的测量精度.该方法在被测信号加窗FFT后,搜寻幅频峰值谱线和相邻较大谱线,并结合梯度上升法找到频域插值的极值对应频率,根据该频率点的插值即可计算出幅值和相位.仿真表明该方法比相同窗函数的加窗FFT插值方法有更高的测量精度,并成功应用于实际故障录波数据的分析.     

高速铁路牵引网谐波谐振模型及谐振特性研究

数字化仿真是研究牵引供电系统谐波谐振问题的重要手段,建立准确的仿真模型对谐波谐振问题有重要的意义。以AT供电方式为例,应用自然切割的思想分析牵引网的网络结构,结合多导体传输线理论,通过计算分布参数下多导体传输线系统的传输参数方程提出针对牵引网谐波谐振研究的不对称π型等效模型。在此基础上比对实测结果和仿真结论,验证模型的准确性,并归纳总结了牵引供电系统谐振频率、过电压和过电流等谐波谐振特性。     

基于负荷实际暂态特性的配电网负荷模型的研究

针对现场实际负荷成分的时变性、随机性、复杂性、多样性和非线性的特点,在考虑实际负荷暂态特性的基础上,提出一种基于神经网络的配电网受控电流源负荷模型的方法。该方法根据负荷群在稳态运行条件下的电压和电流暂态特性,通过神经网络学习负荷群的电压电流特性,用受控电流源代替实际的负荷群,受控电流源的电流大小受神经网络控制,并利用Matlab/Simlink对所提出的负荷模型建立方法进行仿真验证。仿真结果表明所建立的负荷模型在单相短路、两相短路和三相短路条件下均具有良好的稳定性和准确性。