基于零序电压故障暂态分量的发电机定子单相接地保护方案研究

根据发电机发生定子单相接地故障后机端和中性点零序电压故障暂态分量近似相同的特点，提出了两种形式的基于零序电压故障暂态分量的发电机定子单相接地保护方案：第一种形式将基波零序电压与三次谐波电压分开处理；第二种形式无需将两者分开，直接把机端和中性点两侧零序电压故障暂态分量的和与差做为保护动作信号与制动信号，通过比较相应信号的谱能量大小检测定子单相接地故障。文中给出了第二种判据形式的详细仿真和试验结果，分析表明：新的暂态保护判据具有很高的灵敏度和可靠性。     

基于3次谐波电压故障暂态分量的定子单相接地保护

在分析发电机定子单相接地故障产生的故障暂态分量信息特征的基础上，提出了一种定子单相接地暂态保护方案。该保护方案根据单相接地故障后机端和中性点3次谐波电压的故障暂态分量近似相同的特点，把两个故障分量的相量和与相量差分别作为保护动作信号及制动信号，通过比较数据窗内相应信号的谱能量检测定子单相接地故障。仿真和试验结果表明新的暂态保护判据灵敏度高，不受发电机运行工况的影响，具有较好的鲁棒性。     

一种基于派克变换的电压跌落检测改进离散算法

以派克变换为基础,提出一种数字化的实时检测电压跌落的新算法,用复化积分提高检测直流分量的计算精度,该方法不仅能实时检测电压跌落的幅值、持续时间和相位跳变信息,还能实时提供动态电压恢复器所需的电压补偿指令信号。采用Matlab对电压跌落检测算法进行仿真。仿真结果表明该方法检测结果稳定,具有很高的计算精度。     

一种基于派克变换的电压跌落检测改进离散算法

以派克变换为基础,提出一种数字化的实时检测电压跌落的新算法,用复化积分提高检测直流分量的计算精度,该方法不仅能实时检测电压跌落的幅值、持续时间和相位跳变信息,还能实时提供动态电压恢复器所需的电压补偿指令信号.采用Matlab对电压跌落检测算法进行仿真.仿真结果表明该方法检测结果稳定,具有很高的计算精度.     

带补偿分量的时变卡尔曼滤波的电压凹陷检测方法

针对电压凹陷的实时检测问题,提出了带补偿分量的时变卡尔曼滤波。将电压凹陷信号分解为稳态分量与补偿分量,建立带补偿分量的卡尔曼滤波模型;电压稳态期退出补偿分量,电压凹陷期投入补偿分量,检测的补偿分量直接作为动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)的指令值。结合ab/dq变换给出电压凹陷有效值和相位跳变。应用滤波残差法检测电压突变,并提出锁定延迟法克服补偿分量频繁投入与退出。仿真结果表明,该方法比普通卡尔曼滤波、虚拟三相dq变换方法具有更快的响应速度,满足DVR的实时性要求。     

采用小波变换和同相位补偿的不间断动态电压恢复器

为消除瞬时电压扰动,提高电压质量,在介绍了不间断运行动态电压恢复器(UDVR)的工作原理、拓扑结构、工作模式及电压补偿策略后,提出了应用小波变换来检测动态电压恢复器中电压畸变特征量的方法,该算法对电源电压发生跌落、骤升、三相不平衡、伴随谐波等运行工况实现了畸变分量幅值和相位的无延时检测。以最新的三单相电压源型逆变电路独立补偿主电路取代传统的三相同时补偿,对UDVR在不同工况下的动态电压补偿特性进行了仿真实验研究。结果表明采用小波变换的UDVR具有较好的实时性和补偿灵活度,可以有效地抑制电网中各种电压暂态扰动,是解决电压型电能质量问题的有效手段,能满足敏感电力负荷在复杂电压暂态环境下的不间断运行。     

非理想电源电压下的谐波检测方法研究

准确、快速、方便的谐波检测方法是实现有源滤波的重要前提.提出了一种非理想电源电压下的谐波检测方法.该方法首先通过对电源电压的预处理得到了电压基波正序分量的相位信息,然后对电流做dq变换,利用积分环节提取直流分量,最终实现了电流基波正序有功分量的准确检测.运算量明显小于同类方法;为提高动态性能,给出了一种缩短检测信号移相延时的策略;仿真表明该方法能准确快速地进行谐波检测,且动态过程不存在振荡超调.     

动态电压恢复器的无迹卡尔曼滤波检测方法

针对三相三线制系统中动态电压恢复器的信号提取问题,提出了无迹卡尔曼滤波结合数学形态滤波的电压暂降检测方法。在αβ坐标系下建立含电压稳态量和补偿量的基波分量非线性状态空间模型,通过无迹卡尔曼滤波构建状态空间方程,对电压输入信号采用数学形态滤波进行消噪预处理。所提方法实现了对电压稳态量的估计、补偿量的提取及暂降电压正序、负序分量幅值和相位的解耦检测,在动态响应速度及检测可靠性方面具有优越性。仿真结果验证了所提检测方法的正确性和有效性。     

基于模糊参数自校正PID控制的动态不间断电源补偿量直接检测法

针对带通滤波器会影响电压补偿量检测的实时性和补偿精度的问题,提出了基于模糊参数自校正PID控制的动态不问断电源(dynamic uninterruptible power supply,DUPS)补偿量直接检测法。该检测法可从故障信号中快速提取出基波分量,并结合瞬时序分量分解环节提取出基波正序电压分量,然后用直接检测法得到电压补偿量的大小。仿真结果表明,该方法具有实现简单、实时性好的特点,适用于对DUPS补偿量进行直接检测。     

基于Prony法的暂态扰动信号分析

应用Prony法对配电系统中的电容器操作事件和电压放大问题进行了机理分析,并将仿真信号分解为不同的分量。通过对不同仿真信号分解结果的比较,认为电容器投切时在用户端产生的放大电压是不同频率、阻尼、幅值和相位特征的谐振分量共同作用的结果,而且谐振分量的特征与配电系统的参数和结构紧密相关,通过改变配电系统参数和结构可以减小用户端出现的放大电压。测试结果表明Prony法能够对暂态信号中的衰减谐振分量进行建模,提取各分量的幅值、频率、相位和阻尼参数,验证了Prony法对暂态扰动信号分析的有效性。     

电压稳定问题中负荷节点电压幅值变化基本方程式的研究

电压稳定的机理非常复杂,目前还没有一个完全统一的解释。文章从负荷电压与其等值阻抗和吸收功率的关系出发,提出了一种新的电压稳定分析方法。定义了单位阻抗功率的新概念,推导了电压幅值随其等值阻抗和单位阻抗功率变化而变化的基本方程式。基于该方程式,可以清楚明确地解释暂态过程中电压幅值变化的根本原因,从而为电压稳定的机理解释提供了一条有效的途径。以简单系统仿真为例,证明了所提出方法的有效性。     

一种新型具有暂升和暂降补偿功能的宽范围动态电压校正器

研究了一种新型的宽范围动态电压校正变换器,详细地分析了其工作原理、关键参数设计和控制方案。该动态电压校正器通过对直流母线电压控制拓宽电网电压暂降的校正范围并实现对电网电压暂升的校正。通过采用三电平半桥逆变以及合理设计输出滤波器参数,保证了输出电压波形质量。通过合理的控制参数设计,输出电压具有较好的稳态精度和快速的动态响应。样机实验验证了该动态电压调节器方案的可行性和理论分析的正确性。     

基于基波正序计算方法的串联型电压调节器

针对串联型交流电压调节器，提出了一种新的基波正序计算方法以获取补偿电压的参考信号。这种方法不需要硬件同步电路，能实时地计算电源电压中的基波正序分量。在以DSP为平台的样机上进行了交流调压的实验。实验结果表明，基于新的电源电压基波正序计算方法的串联电压调节器能有效地补偿电源电压的跌落、畸变及不平衡，适用各种负载，且具有快速的动态响应。     

广东受端电网动态电压支撑优化建模

西电东送战略的实施在广东形成一个多条高压直流（HVDC）馈入的大型受端电网,迫切需要进行动态电压支撑的优化规划,利用有限的投资最大限度地满足广东受端电网电压稳定性的需要。首先基于风险评估思想,结合系统故障后的状态转移过程来计算电压崩溃损失,从而实现了动态电压支撑安全效益的经济性量化。在此基础上建立了受端电网动态电压支撑优化模型,以补偿的年均效益最大化为目标函数,满足多种状态下的约束条件。最后基于静态的负荷裕度分析和动态的仿真分析,在广东电网上的仿真计算验证了所提出的模型的合理性和有效性。     

静态电压稳定性分析模型的理论基础

严格证明了静态和小扰动电压稳定极限只决定于系统组成元件的稳态特性,与系统的暂态无关。在考虑实际动态过程中各种元件稳态特性的变化相应修正常规潮流雅可比矩阵后,求得的静态电压稳定极限和小扰动动态分析得到的电压稳定极限完全相同;从而说明可以利用计算量小的静态电压稳定分析方法研究大规模电力系统的电压主稳定性。最后以ＳＶＣ为例说明了建立考虑系统动态元件特性的静态电压稳定分析模型的方法。     

动态规划法在供电系统无功优化中的应用

针对辐射状供电系统,提出了应用动态规划法综合求取有载调压变压器分接头、配电站电容器和馈线电容器的控制策略的数学模型,自动实现电压控制和无功功率优化,并满足控制调节次数的约束。计算结果表明该方法较好地解决了动态规划方法计算量大及结果不精确的问题,有效性及实用性较高。     

考虑机网动态交互作用的光伏场群等值建模

光伏场群等值建模是研究新能源电力系统动态特性的基础。提出了综合考虑光伏电源自身动态以及机网动态交互作用的光伏场群等值建模策略。基于电力系统微分代数方程,讨论了光伏电源与电力系统间的动态交互作用,强调了光伏场站端口电压是机网交互的关键因素。仿真分析了不同电压跌落程度下光伏电源的动态,指出变流器控制策略是影响光伏电源自身动态的主导因素。基于此,进一步提出了考虑机网交互作用的光伏场群动态分群方法及建模流程。最后通过仿真算例表明,与现有仅基于光伏电源自身动态的分群方法相比,进一步考虑机网交互作用可显著提高光伏场群的等值建模精度。     

应用正规形理论分析电力系统奇异摄动模型

随着现代电力系统的日益复杂和非线性程度的增加,电力系统在运行点附近表现出了复杂的动态行为,采用传统小扰动法进行分析难以奏效。应用向量场正规形方法和奇异摄动理论,计及网络结构和负荷特性的影响,通过分析电力系统内部模式间的非线性相关作用来认识和理解系统的动态特性,深化了线性化分析中的特征分析理论,为分析强非线性下系统的稳定性及非线性动态特性提供了一条新的有效途径。采用该方法对一个3机9节点电力系统进行了分析,得出了一些有价值的结论。     

适用于VSC-MTDC系统的直流电压控制策略

直流电压稳定是关系到电压源型直流输电系统可靠运行的关键问题之一。文中首先分析了在电压源型直流输电系统中直接电流控制和直流电压偏差控制的工作原理,然后提出了在电压源型多端直流输电系统中采用基于直流电压偏差控制的多点直流电压控制策略。控制器采用该策略后,能实现定有功功率控制模式与定直流电压控制模式之间的自动转换,确保定直流电压控制的换流站故障退出后,仍能实现对直流电压的控制和有功的平衡。以一个5端系统为例进行仿真验证,结果表明多端直流输电系统的运行可靠性得到提高,且获得良好的动态性能。     

新型注入式混合有源滤波器的数学模型及电流控制方法

有源滤波器的数学模型是进行稳态、动态及电流控制方法等方面研究的基础,本文以新型注入式混合有源滤波器为例,详尽分析了建立其数学模型的方法,结合双滞环电流控制方法响应速度快、开关损耗低的优点和递推积分PI控制方法无稳态误差的特点,提出了一种新的复合型电流控制方法.通过仿真,从跟踪速度、控制精度和开关次数三个方面,将新的控制方法与双滞环电流控制方法以及单一的递推积分PI控制方法进行了对比研究.实验结果也证明了该数学模型的正确性和复合型电流控制方法的有效性.