基于Prony算法的风光分布式高压电网故障检测技术研究

针对传统的Prony算法运算效率较为低下,抗噪性能较弱的问题,文章提出一种改进Prony算法的高电压电网故障检测方法。该方法将粒子群算法与Prony算法进行结合,首先基于Prony算法可以建立包含谐波分量幅度值、衰减因子和频率等一系列的参数的模型,然后利用粒子群优化算法对谐波幅值、相位和频率进行辨识,避免了传统Prony算法中由于噪声问题造成的信号频率难以提取的弊端。通过仿真证明了文章算法具有极强的可靠性和较高的运算效率。     

虚拟同步发电机的电网适应性控制策略研究北大核心CSCD

文章针对实际电网工况存在不对称、谐波等非理想工况时,常规虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制存在影响并网电能质量的并网电流不对称和谐波畸变等问题,提出利用正弦幅值积分法实时提取电网负序和谐波分量的改进VSG控制方法。基于正弦幅值积分法的电网电压前馈实现对并网谐波电流的抑制,使VSG在非理想电网电压下实现电网电压负序分量和谐波分量的完全抵消。最后,基于MATLAB仿真验证了该控制方法在不同电网工况下对电流谐波的抑制效果。     

虚拟同步发电机的电网适应性控制策略研究北大核心CSCD

文章针对实际电网工况存在不对称、谐波等非理想工况时,常规虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制存在影响并网电能质量的并网电流不对称和谐波畸变等问题,提出利用正弦幅值积分法实时提取电网负序和谐波分量的改进VSG控制方法。基于正弦幅值积分法的电网电压前馈实现对并网谐波电流的抑制,使VSG在非理想电网电压下实现电网电压负序分量和谐波分量的完全抵消。最后,基于MATLAB仿真验证了该控制方法在不同电网工况下对电流谐波的抑制效果。     

一种基于小波变换的谐波与基波有功和无功电流检测算法

谐波与基波有功、无功电流的正确检测是谐波拟制和无功补偿的基础。本文利用小波变换的多分辨分析理论,结合电网电流定义式,给出一种简便的计算基波电流的有功分量、无功分量与谐波分量的算法,无需预先求解电流相位,计算量小,适合在线计算。利用不同类型的小波,在不同采样频率下对算法进行了实例仿真,仿真结果证明了该算法的有效性,并讨论了小波滤波器系数长度及采样频率对算法检测精度的影响。     

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。     

电网畸变下两相静止坐标系的改进同步信号检测方法

新能源并网发电过程中逆变器需要获得同步的正弦信号,在电网电压不对称、畸变和频率变化等复杂工况下,电网电压含有正序、负序及谐波分量,对电网同步正弦信号的检测造成很大的干扰。基于此,提出在两相静止坐标系下,首先,将Hilbert变换与Clark变换相结合,利用简单的数学运算消除负序分量,从而分离出正序电压信号;其次,为了从分离的正序信号中提取出同步信号,将两相静止坐标系下的正序分量作为正弦幅值积分器(sinusoidal amplitude integrator,SAI)的输入信号,通过设计的复合正弦幅值积分器消除正序中的谐波分量;最后,分析频率变化对所提取同步信号的影响,构造正序分量频率自适应算法,使得同步信号的提取更加准确。仿真与实验结果表明,所提算法在复杂工况下可提取精确的电网同步正弦信号,具有良好的频率自适应特性。     

基于小波变换去噪预处理的EMD谐波检测方法

摘要： 将经验模式分解（empirical mode decomposition,EMD）作为电网谐波的检测方法。通过EMD法分解,把含谐波的正弦信号分解成为包含各阶次谐波的IMF分量和工频分量,从而检测出电网中的谐波分量。研究发现采样信号中的噪声会对EMD的分解产生较大影响,提出了一种基于小波变换去噪预处理的EMD谐波检测方法。此方法首先用小波变换减少随机白噪声对信号的影响,随后对含少量白噪声的信号进行EMD分解。经MATLAB仿真分析,所提方法可以有效地消除随机噪声对谐波检测的影响,提高了EMD谐波检测的精度与适用性。     

基于主导谐波频率的超高压输电线路单端故障测距算法

对于不对称故障,利用对称分量法详细推导并得出了主导谐波频率所在相别。基于运算法的推导结果给出了主导谐波频率与故障点位置的关系表达式,并由此提出了完整的故障测距算法。对于主导谐波频率的提取,采用经过后向线性预测与QR分解技术改进之后的Prony算法,使算法具有较高的可靠性与计算效率。ATP-EMTP仿真分析结果表明,故障测距算法在不同故障位置、不同故障类型、不同过渡电阻等故障条件下都具有较好的准确度。     

一种适用于风电场联络线的改进保护算法

鉴于风电场接入电网的联络线在发生短路故障时风场侧会出现非工频分量,影响基于傅氏算法的继电保护的正确动作,在分析了故障电气量的频谱受故障类型、故障时风速等因素影响存在较大变化的基础上,提出一种基于TLS-ESPRIT参数辨识方法的改进保护算法,该算法首先对故障后电气量进行奇异值分解确定电气量中交流分量的个数,然后通过电气量的Hankel数据矩阵求取信号极点,进而获得各交流分量的频率、幅值、相角等信息,用于准确计算测量阻抗。仿真结果验证了改进算法在不同故障类型、故障位置以及过渡电阻条件下均能正确动作。     

基于正弦幅值积分器的全电流谐波检测方法

基于瞬时无功功率理论的i_p-i_q谐波检测法,环节繁多且结构复杂,同时低通滤波器(low pass filter,LPF)的存在又影响了谐波检测的快速性。为了准确且快速检测出电网谐波电流,实现对电网的补偿,该文提出一种基于正弦幅值积分器(sinusoidal amplitude integrator,SAI)的全电流谐波检测法,该方法在i_p-i_q谐波检测法的基础上省去负载电流有功分量和无功分量的计算环节,利用SAI的正序基波提取结构替换原来检测法中的LPF,提取出正序基波电流经过运算得到谐波指令电流,从而对电网进行补偿。在平衡电网下对所提方法进行仿真与实验,验证了该方法的可行性和有效性。     

基于二阶广义积分器的谐波电流检测算法

为解决谐波电流检测算法问题,依据三相负载电流在αβ坐标系下的表现形式,提出了一种基于二阶广义积分器的谐波电流检测方法,适用于三相三线制对称和不对称系统。该方法通过Clark变换将三相电流信号转化为静止坐标系下的两相电流,再分别利用二阶广义积分器的特性提取基波电流分量,最后通过反Clark变换将基波电流分量变换成三相电流,与电网电流相减后得到谐波电流,便于工程中有源滤波器只对谐波电流进行补偿。仿真结果表明,该方法简单可靠、易于数字实现、检测效果好。     

基于EMAF的新型电力系统电压畸变工况下并网逆变器快速锁相方法

为了提高新型电力系统电压畸变工况下电压信号同步相位的检测精度,提出了一种基于增强型滑动平均滤波(EMAF)算法的快速锁相算法。首先使用dq旋转坐标变换获得直流电压信号;然后利用EMAF算法滤除谐波、负序分量及噪声;最后,通过数学推导公式获得并网同步信息,实现并网逆变器的高性能控制。该算法无需复杂的锁相闭环回路,即可实现同步相位和电压幅值的快速检测,消除电网电压幅值、相位和频率跳变对正序分量提取的影响,具有较强的适应新型电力系统畸变环境的能力。仿真结果验证了所提算法的正确性和有效性。     

基于改进频谱叠加算法的多间谐波检测方法

为提高多组非对称间谐波的检测精度,对多分量频谱叠加算法加以改进,基于一元高次方程韦达定理,提出了对基波及谐波附近多个非对称间谐波的统一计算公式。首先将多个间谐波DFT后在基波及谐波附近的频谱泄露值进行矢量叠加,得出间谐波相关方程组;然后根据统一计算公式求解该复杂方程组,得出间谐波估计频率;最后结合估计频率和初始假设信号,能够得到各个频率对应的幅值及相位。实验算例表明,该间谐波检测方法能准确识别基波及谐波附近的多个非对称间谐波,能够有效解决传统检测识别间谐波时对间谐波存在个数及类型的限制。     

基于蚁群算法的Spar型浮式风机独立变桨控制方法

针对多自由度、非线性、强耦合的漂浮式风电机组,为了缓解其在额定风速以上出现的风轮载荷不平衡、漂浮式基础摇荡及功率输出不稳定等问题,提出了一种基于蚁群算法的独立变桨控制方法,用于动态优化PID控制器参数。针对传统蚁群算法搜索效率低、质量差等问题,文章采用最优-最劣蚂蚁系统对其改进,得到了更适用于漂浮式风电机组的蚁群PID独立变桨控制方法。FAST-Matlab/Simulink联合仿真结果表明,相比于PID独立变桨控制,基于蚁群算法的独立变桨控制方法能有效地减小桨叶根部所受力矩,缓解漂浮式基础的纵向运动,保证功率输出的稳定。     

五项MSD-Rife窗的四谱线插值FFT电力谐波分析

在采用快速傅里叶变换(FFT)对电网谐波进行分析时,信号的非整周期截断和非同步采样而造成的频谱泄漏会影响检测结果的精度,加窗插值则能有效地解决问题。分析了五项MSD-Rife窗在不同权重时的频谱特性,提出了一种基于五项MSD-Rife窗的四谱线插值FFT谐波分析算法,即先对谐波信号加窗,然后利用真实谐波点附近的4根最大谱线值确定实际谱线的位置,运用曲线拟合函数推导出了简单实用的四谱线修正公式。仿真试验结果表明,该算法较其他算法在幅值、相位和频率上的检测精度更高,从而消除了频谱泄漏和栅栏效应带来的影响。     

一种应用于谐波检测的三相锁相环

为准确检测负载谐波电流,针对瞬时无功功率理论检测方法（iP-iQ）在电网电压不平衡、畸变等条件下谐波检测的不足,提出了一种新的基于双同步旋转坐标变换及交叉解耦的三相锁相环消除二倍频分量,实现更高的锁相精度、有效消除纹波。通过与传统锁相环(SRF-PLL)运用于（iP-iQ）法进行谐波检测的仿真对比,结果表明在电网电压不平衡和畸变条件下,新的三相锁相环(IDDSRF PLL)提取到的基波畸变率分别降低了1.18%和1.42%,从而提高了（iP-iQ）法的谐波检测性能。     

基于双二阶广义积分锁频环的光伏并网发电系统仿真研究

电网不对称故障时,光伏发电系统中的负序分量和谐波分量会影响并网逆变器中的锁相环及控制算法。文章提出一种具有自适应滤波的双二阶广义积分锁频环技术,用于电网电压和并网电流正负序分量的提取以及电网电压同步信号的检测,并将该技术引入到正负序双电流环控制策略,通过优化不平衡控制策略中锁相环的方法,提升光伏并网逆变器整个控制系统应对电网不对称故障的能力。通过Matlab/Simulink软件平台搭建基于DSOGI-FLL锁频环的光伏并网发电系统模型并进行了仿真研究,结果表明,文章控制策略在电网不对称故障时有助于消除有功功率的2倍频波动以及抑制并网电流中的谐波分量。     

双自由度PID-Ⅲ型锁相环在新能源系统的应用

针对电网故障(电压跌落、频率跳变、谐波、其他扰动等）对锁相环相位检测快速性和准确性产生很大影响的问题,文章提出一种基于双自由度PID补偿的快速准确跟踪配电网电压相位信息的锁相环技术,并结合Ⅲ型系统内模特性,给出了双自由度PID补偿器5个参数的设计方法,最后运用MATLAB/Simulink与两种传统的锁相环技术进行仿真对比。结果表明,文章所提锁相环技术能够抑制谐波、直流分量和不对称分量对锁频环的影响,利用PID微分补偿环节显著提高了响应速度,同时实现无静差跟踪加速度信号。     

基于自适应容积卡尔曼滤波的动态谐波检测

对电网中的谐波进行实时、准确的检测是有效治理谐波的前提。针对某些运行工况下电网中出现的动态谐波,提出了一种基于自适应容积卡尔曼滤波的动态谐波检测算法估计谐波信号的幅值和相角。首先针对传统卡尔曼滤波处理非线性关系上的局限性,利用容积卡尔曼滤波不需要任何线性化关系的特性估计谐波的状态向量和误差偏差矩阵,然后引入噪声估值遗忘因子来实时更新系统的噪声矩阵方程。最后通过对比实验,验证了该算法在动态谐波检测上的优越性能,并将其应用于有源滤波器的谐波检测中。     

基于PIR的并网逆变器低频次谐波抑制策略研究

针对电网电压畸变造成并网电流低频次谐波含量较高的问题,提出一种基于比例积分-准谐振（PIR）与电流谐波检测环相结合和控制策略抑制电流谐波。首先分析并网逆变器原理,建立电流内环数学模型。基于内模原理,引入电网电压全前馈消除电网电压对网侧电流和影响,其次分析电流谐波检测与抑制原理,采用电流特定次谐波检测环对逆变器侧电流提取谐波分量,并采用闭环控制抑制电流谐波,利用伯德图对准谐振控制器参数进行设定。最后建立Matlab/Simulink仿真模型并搭建dSPACE-DS1104半实物仿真平台,分析仿真与实验结果来验证所提控制策略和有效性与可行性。