我国低压无功补偿的技术发展状况

我国低压电网负载特征变化很大，如单相用电负荷的比例增加，三相不平衡程度增大；非线性负载引起低压电网的谐波污染；某些电力负载快速波动，变化幅度大。为此，对无功补偿装置提出了分相各自采样分别补偿问题，同时要具有抑制谐波及滤波的功能和选择动态补偿的方式等。该文还对补偿方式和补偿装置的接线、并联电容器的投切开关、低压无功补偿控制器及低压分相动态补偿箱等技术发展情况作了介绍。     

基于链式STATCOM的三相不平衡负载的平衡化补偿

链式STATCOM由于具有分相控制能力、输出无功电流谐波含量低、响应速度快等优点而适合于不平衡负荷的平衡化补偿。给出了采用链式STATCOM实现平衡化补偿的主电路结构及电压-无功综合控制方法。三相补偿电流相量采用对称分量法通过矢量变换获得,单相无功功率采用单相瞬时无功功率算法得到,链式逆变器采用特定谐波消除PWM算法(SHE-PWM)以保证输出无功电流的谐波总畸变率小于5%,同时保证直流侧电容电压的稳定。对所给出的补偿方法进行了仿真研究,结果验证了链式STATCOM进行快速平衡化补偿的能力。     

基于链式STATCOM的三相不平衡负载的平衡化补偿

链式STATCOM由于具有分相控制能力、输出无功电流谐波含量低、响应速度快等优点而适合于不平衡负荷的平衡化补偿.给出了采用链式STATCOM实现平衡化补偿的主电路结构及电压-无功综合控制方法.三相补偿电流相量采用对称分量法通过矢量变换获得,单相无功功率采用单相瞬时无功功率算法得到,链式逆变器采用特定谐波消除PWM算法(SHE-PWM)以保证输出无功电流的谐波总畸变率小于5%,同时保证直流侧电容电压的稳定.对所给出的补偿方法进行了仿真研究,结果验证了链式STATCOM进行快速平衡化补偿的能力.     

分布式协同的配电台区电能质量综合治理策略

针对低压配电台区因存在大量不平衡及非线性负载导致的台区电网电压供电电压质量下降的问题,提出一种基于台区现有分布式发电(DG)和有源电力滤波器(APF)协同的低压配电台区电压不平衡以及谐波综合治理策略。构建了包含分布式二次控制器、DG本地控制器在内的两层低压配电台区电能质量综合治理体系,通过DG与APF协调控制实现对低压配电台区的电压不平衡以及谐波的补偿与抑制。最后,通过所构建的包含两台DG和一台APF的动模实验平台,验证了所提两层电能质量综合治理体系及协调控制策略的有效性和可行性。     

多单片机复合电容补偿装置

目前,大部分无功补偿装置都是三相同时补偿。由于电网中不对称负荷及单相感性负荷的存在,造成三相无功功率补偿不平衡,有的相过补,有的相欠补,不能满足分相功率因数补偿要求。如果用一片单片机来实现分相补偿,则线路复杂,实现困难。采用多单片机主从通信、集散控制就容易实现。     

三相四线制有源电力滤波器的研究

为了实现三相不平衡谐波的补偿,采用3个单相有源滤波器的星形连接组合成1个三相四线制有源滤波器.采用数字移相方法由单相电流虚拟出两相电流,进而利用瞬时无功功率理论实现了单相系统谐波电流的检测;建立了三相四线有源电力滤波器的仿真模型,研究了不同接线方式下三相四线有源滤波器的应用特点.开发了有源滤波器实验系统,结果表明三相四线有源滤波器能有效滤除系统中的不平衡谐波.     

两相两继电器不完全星形接线的中性线断线保护

分析了两相两继电器不完全星形接线方式下中性线断线造成电流保护拒动的故障机理。提出一种利用中性线电流减量的断线识别方法,并采用断路器状态闭锁和中性线冗余设计,提高了电流保护的可靠性。     

基于光伏逆变器实现的无网侧电流互感器谐波补偿方法

配电网中非线性负载日益增多,带来了严重的谐波危害。同时,分布式并网光伏逆变器在配网中应用越发广泛,因此利用其富余容量有效解决电网的电能质量问题,具有重大工程价值。然而受安装位置及接线方式影响,光伏逆变器通常无法通过采样得到电能质量治理功能所需的系统侧或者负荷侧谐波电流。因此本文研究了一种无网侧电流互感器情况下利用光伏逆变器实现谐波补偿功能的方案。通过光伏逆变器朝电网注入特定频率和波形的电流,然后利用阻抗估算的方法得到电网阻抗估算值,再检测系统电压中的谐波分量与之前得出的电网阻抗估算值计算得到网侧谐波电流值,从而进一步通过闭环控制补偿系统中的谐波电流。仿真试验证明,该方案在无网侧电流互感器的情况下,能够实现光伏逆变器的谐波补偿功能。     

适用于单相负荷的SVG系统研究

针对单相负荷引起的无功、谐波等问题,提出采用新型单相SVG系统进行补偿的方案.该SVG系统采用瞬时无功功率检测实时监测负载电流,通过DSP分析计算负荷所产生的谐波和无功,最后采用变结构策略控制单相全桥电路产生需要的电流波形注入电网.该系统不仅能够完全补偿负荷产生的无功和谐波而且能够抑制电网的低频振荡问题.本文通过matlab软件对SVG系统的进行仿真,其仿真结果验证了该方案的正确性和有效性.     

不平衡电流无功补偿方法研究

在对三相四线制系统几种特殊情况分析的基础上,应用叠加原理,采用星形和三角形两种接线方式组合,得出一般三相不平衡负载平衡化无功补偿公式,可消除不对称负荷产生的负序和零序电流分量,保持系统对称。该公式既适合于三相三线制系统,也适合于三相四线制系统。仿真结果表明,该补偿方法对于不同接线方式的不平衡负荷都具有较好的补偿效果,证明了理论推导的正确性。     

三相四线制D-STATCOM/HESS系统在配电网中的应用及其仿真研究

针对配电网中存在谐波、无功以及负荷频繁波动等问题,提出了含混合储能(HESS)的三相四线制配电网静止同步补偿器(D-STATCOM),实现配电网无功补偿和谐波抑制,平抑负荷有功功率波动。首先,针对三相四线制配电网,通过对传统ip- iq谐波电流检测法改进,实现了对负荷所需的有功、无功和谐波补偿电流的准确检测。在此基础上,将超级电容器和铅酸蓄电池组成的混合储能系统引入到补偿装置中,实现了对配电网有功、无功和谐波电流的全补偿。结合不同储能装置的充放电特性,采用协调控制方法,确保系统对配电网能量的迅速准确补偿。最后结合某建筑配电网实际负荷,验证了三相四线制D-STATCOM/HESS系统及其控制算法在谐波抑制、无功补偿和平滑负荷有功波动方面的有效性。     

基于配电自动化主站的单相接地故障定位系统设计与应用

为满足大量配电终端、故障指示器接入配电自动化主站,提出基于单相接地故障录波暂态量故障特征提取方法和融合故障录波故障特征量和故障事件信息的单相接地故障区段定位策略。设计基于配电自动化主站的单相接地故障在线定位系统。为满足工程应用,给出现场设备混装、通信延时、启动条件缺失条件下的解决方案以及融合单相接地、短路接地故障信息的统一处理策略。工程现场应用结果表明,基于配电自动化主站的单相接地故障定位系统能满足各种接线方式下、复杂环境的应用需要。     

基于FOGI的微网不平衡负载补偿策略研究

针对孤岛微网中不平衡负荷导致逆变器输出不平衡电流的问题,提出了基于四阶广义积分器(FOGI)的基波正序电流分离的电流补偿策略。该策略利用四阶广义积分器构成基于基波正序分量分离的不平衡电流补偿控制结构,实现线路上不平衡电流的补偿。对FOGI与二阶广义积分器(SOGI)的补偿效果进行比较,结果证明FOGI具有比SOGI更强的补偿能力,能够充分地补偿线路上的不平衡电流。仿真结果也表明,所提控制策略具有更强的不平衡补偿能力和谐波抑制能力。     

一种新的混合型有源电力滤波器控制方法

提出一种新的控制策略并应用于混合型有源电力滤波器,实现电力系统无功与谐波的统一补偿。将滤波问题转化为谐波抑制问题,用无静差极点配置控制方式控制无功补偿,用适合于电路拓扑的谐波抑制策略进行谐波补偿,该控制方法具有严格的数学基础,并对各种负荷变化的干扰、参数摄动及未建模动态具有很强的鲁棒性,并能够简化谐波检测。详细阐述了控制方法的原理,仿真结果表明了该方法的有效性及令人满意的性能。     

新型单周控制的单相滤波装置仿真与应用

针对单相变压器谐波的抑制,提出了一种新型单周控制的单相电力滤波器。新型单周控制有源电力滤波器通过将基于鉴相原理的谐波电流检测法和单周控制相结合,实现了谐波和无功的灵活有效补偿,弥补了传统单周控制只能同时补偿谐波和无功的不足,通过仿真证明该方法正确可行。把这种方法应用到单相谐波抑制变压器中,通过对几种不同滤波方式的仿真结果的对比,进一步证实该方法有良好的滤波效果。     

Design and Implementation of a Dynamic Evolution Controller for Single-phase Inverters with Large Load Changes

Abstract—A new controller is developed for a single-phase inverter based on the dynamic evolution control method. The non-linear model equations and algorithm of the approach is derived and presented. The simulation is conducted based on the proposed method by MATLAB/Simulink to test the performance of the controller for large load variations. The system was also tested experimentally to show the feasibility of the proposed method applied to a single-phase inverter. Results show that the proposed approach is suitable for applications with large load variations. Practical results show that the controller can successfully handle a 40 times load change in less than 2 ms. It also has good output in the harmonic spectrum compared with the IEEE 519 harmonic standard during no-load and full-load conditions.     

Multi criteria simultaneous planning of passive filters and distributed generation simultaneously in distribution system considering nonlinear loads with adaptive bacterial foraging optimization approach

This paper presents adaptive bacterial foraging optimization (ABFO) algorithm to optimize the planning of passive power filters (PPFs) and distributed generations (DGs) in distribution system with presence of heavy nonlinear load simultaneously. The amount of nonlinear load is assumed to be serious which enforced the system planner to utilize the PPFS. Also the power loss minimization, reliability and voltage profile improvement, and other benefits encouraged the planner to employ the DGs.Some of DG technologies, such as wind generators and solar cells are based on power electronic devices and inverter implementation. Connection of this type of DGs to system produces harmonic. Therefore the utilization of PPFs among existent capacitor busses for harmonic compensation is inevitable. The objective is to minimize the power loss, the total harmonic distortion (THD) and the investment cost of PPFs and DGs simultaneously. Constraints include the voltage limits and the limit candidate buses for PPFs and DGs installation. The harmonic levels of system are obtained by current injections method and the load flow is solved by the iterative method of power sum, which is suitable for the accuracy requirements of this type of study. It is shown that through an economical planning of PPFs and DGs, the total voltage harmonic distortion and active power loss could be minimized simultaneously.     

基于RBF神经网络PI算法的T型三电平调光电源控制策略

为提高单相T型三电平助航调光电源的动态性能以及抑制输出电流谐波,提出基于RBF(RBF-RadialBasis Function)神经网络和梯度下降法相结合的新型控制策略。首先对T型三电平拓扑进行建模分析,利用根轨迹方法研究系统的动态特性,揭示了影响输出响应的关键因素。在此基础上,研究设计利用局部逼近的RBF神经网络来快速辨识输出相对于输入的变化率(Jacobian信息),并用梯度下降法动态在线调整T型三电平逆变器的PI控制参数,自适应调光电源工况变化。最后,针对系统调光、空载、短路等工况下的控制效果,采用MATLAB/Simulink软件与常规PI控制进行对比仿真,并搭建30 kW调光电源实验平台进行实验。结果表明所研究方法能有效改善分级调光动态性能和输出电流谐波。     

电动汽车交流充电桩谐波分析及谐波抑制研究

交流充电桩是家用电动汽车主要的能源供给设施,利用车载式充电机为动力电池充电。随着电动汽车充电站日益增多,其产生的谐波污染也越来越严重。搭建了单相车载式充电机的完整模型,详细分析了其谐波特点和充电机台数变化对谐波含量的影响。针对充电桩的谐波问题,将有源电力滤波技术应用到交流充电桩中。在所搭建的仿真模型中,针对单相车载式充电机的负载特性,采用传统PI控制与重复控制相结合的复合控制方法,新型交流充电桩有效地抑制了车载式充电器谐波,提高电网侧电能质量。     

单相储能型准Z源逆变器的建模与系统参数设计方法

单相储能型准Z源逆变器(ES-qZSI)不仅能够在单级系统中同时实现升压和逆变的功能,而且能够平抑光伏输入功率的波动,但其直流侧存在二倍频纹波,这极大地影响了其性能。为了将二倍频纹波限制在允许的范围内,需要对系统参数进行优化。首先,基于状态空间平均法求二阶导数建立了含储能支路的单相ES-qZSI的二倍频分量模型。然后,依据建立的模型分析了各系统参数值对二倍频纹波的影响。最后,提出了抑制二倍频纹波的系统参数设计方法。仿真和实验结果证实了模型的准确性和系统参数设计方法的有效性。