电力系统谐波阻抗的测量计算法

配电网上接入非正弦波负载后 ,引起电流畸变 ,给配电网带来危害 ,危害的程度可以通过谐波电流引起的谐波电压的大小来评估。计算谐波电压就需要深讨谐波阻抗的有关问题。讨论了一种谐波阻抗的实用测量计算方法 ,该方法可以用理论计算法来校核其精确性     

供电网络谐波潮流计算

介绍一种含有多个不同谐波源地区供电系统的谐波潮流计算的实用方法，针对天水地区供电网主要谐波源进行了测量，统计分析了天水地区电网各谐波源的特点及谐波含量，针对地区供电网的特点确定供电网元件的数学模型，利用序分量法进行供电网络谐波潮流的计算，最终给出系统中电压，电流的不平衡率及各节点的谐波电压畸变率和各支路通过的谐波电流的含有率，对计算结果和测量结果进行比较，表明该方法对了解含有多个不同谐波源地区的供电系统谐波分布是一种行之有效的方法。     

一种无须求解谐波转移阻抗的分散式多谐波源责任量化方法

现有分散式多谐波源责任量化方法均采用谐波源等值电路(常用诺顿等效模型)的外部端口电流(统称为"谐波源端口电流")来计算该谐波源对关注母线的谐波贡献度。由于谐波源端口电流受基尔霍夫定律约束,只要电网中某谐波源端口电流发生变化,所有谐波源对关注母线的谐波贡献度会随之改变,但该电流通常是谐波源和背景谐波耦合作用的结果,由此计算的谐波贡献度不能真实反映该谐波源的发射水平。基于此,文中运用谐波源电流本身而非谐波源端口电流来计算谐波贡献度,所提方法直接计算各谐波源对关注母线的谐波电压矢量贡献,而无须求解各谐波源对关注母线的谐波转移阻抗,减少了误差累积效应,可更为公平合理地反映各谐波源责任。仿真和实验算例验证了所提方法的有效性和准确性。     

无功补偿电容器谐波过载保护的研究

对电容器的谐波过载进行了分析,以及分析了谐波的危害和对电网的谐波放大的问题。提出了在电容器过电压保护和过电流保护中考虑谐波影响的整定计算方法,针对电容器的谐波过载问题,提出了谐波过电压和谐波过电流的保护整定计算方法。     

非正弦和三相不对称系统中功率的实用计算

针对目前非正弦周期电流电路和三相不对称电路中功率的定义和计算中的缺陷，本提供了一种新的功率定义和实用计算方法。同时介绍了衡量三相系统不平衡度和谐波污染的量化指标。     

无功补偿电容器谐波过载保护的研究

对电容器的谐波过载进行了分析,以及分析了谐波的危害和对电网的谐波放大的问题.提出了在电容器过电压保护和过电流保护中考虑谐波影响的整定计算方法,针对电容器的谐波过载问题,提出了谐波过电压和谐波过电流的保护整定计算方法.     

非常规绕组谐波漏抗的计算

本文在绕组的谐波分析和异步电机谐波等效电路的基础上，较详细地介绍了转子谐波电流的阻尼作用和谐波绕组系数中计入槽口系数对谐波漏抗计算的影响，给出了谐波比漏磁导的实用计算公式。该公式能较准确计算非常规绕组的谐波比漏磁导具有工程实用价值。     

铁道电气化在电力系统中引起的谐波计算方法

本文首次提出了一种求解电力系统中铁道电气化所引起的谐波计算方法,它比较准确地给出了国产韶山Ⅰ型(SS1)电力机车及铁咯牵引网的数学模型,考虑了牵引变电所的不同接线方式,并利用电力系统的数学模型,组成了全系统的数学模型,采用高斯-赛德尔方法迭代求解。本方法可以用研究SS1型电力机车的谐波电流,同时可以计算电力机车在电力系统中造成的负序分量、各次谐波电压及谐波电流。算例结果证明了该方法的有效性。     

通用变频器的网侧谐波及其对策

针对目前通用变频器所导致的谐波污染日益严重的现状,通过分析变频器网侧谐波的产生机理,指出了工程上抑制谐波的几种实用对策.同时还给出了定量计算变频器网侧谐波电流的方法,使用户在选型时可以合理选择谐波治理措施,以期达到相关国家标准的要求.     

医院医技楼低压配电系统的谐波状况初探

通过对医院医技楼配电系统的谐波测试及数据分析,得到了医技楼内大型医疗用电设备和照明干线的电压、电流特征谐波频谱;了解现有医院大型医疗用电设备和照明干线电压、电流谐波畸变率的大致范围;得出医技楼配电系统的总谐波畸变率分布范围,并通过数学方法拟合出工程中实用的K系数估算方程,计算出变压器降容系数D的分布范围,从而为医院医技楼及谐波情况相似的建筑,提供低压配电系统设计中谐波治理的有效计算方法.     

基于FFT和小波变换的交直流并联输电系统间谐波研究

运用谐波调制理论,结合开关函数的傅里叶分析,研究了在交直流并联输电系统下,交流系统供电电源含有畸变谐波时,直流线路和交流侧都产生间谐波的机理。给出了整流侧直流电压、直流电流以及交流电流产生的间谐波的一般形式。经过小波变换除去信号中的非稳态分量以后,再使用加窗快速傅里叶变换可以很好地得出其中的稳态分量。通过一个典型交直流并联输电系统数字仿真,同时在供电电源含有畸变谐波的情况下,对交直流系统的电压和电流量进行了间谐波计算。利用傅里叶小波分析综合分析法得到的仿真结果和计算结果相比较,验证了间谐波产生机理的正确性和有效性。     

一种直流侧带混合谐波抑制电路的24脉波整流器

常规12脉波整流器会对电网造成大量谐波污染。为同时提高整流器交、直流侧电能质量,提出了一种直流侧带混合谐波抑制电路(Hybrid Harmonic Suppression Circuit, HHSC)的24脉波整流器。所提整流器由常规12脉波整流器、抽头变换器(Tapped Inter-Phase Converter, TIPC)和补偿电路(Compensation Circuit, CC)组成。TIPC的输出端与负载串联,直接调制整流桥的输出电流和电压。CC与负载并联,间接调制整流桥的输出电流,然后根据交、直流两侧电流关系和直流侧电压关系,最终使整流器输入电流接近正弦波,输出电压由12脉波倍增至24脉波。该方法仅需小容量(仅为输出功率的2.65%)的HHSC即可有效降低输入电流谐波和输出电压纹波,具有高谐波抑制性能、低谐波抑制代价等优点。在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,验证了所提方法的正确性和有效性。     

一个多功能的交直流系统数字仿真及谐波分析程序

提出了交直流系统数字仿真及谐波分析的一种新方法，并开发了相应的计算机 程序DSHAP。该程序对交直流系统各部分均采用了精确的时域数学模型， 谐波分析采用了快速高精度频谱分析方法FAFT；不仅精度较高，而且功能 齐全，使用简便，已达到初步实用化要求。应用该程序对我国待建三峡工程交 直流系统进行了数字仿真及谐波分析计算，并给出了部分结果。     

三相整流桥直流侧并联型有源电力滤波器

针对不可控三相二极管整流桥,提出了一种三相直流侧并联型有源电力滤波器拓扑结构及其控制策略,该滤波器由工作在工频的3个低频开关和两个串联的双向Boost电路构成。控制策略采用无需进行谐波电流检测和计算的单周控制方法,可抑制整流桥前端注入电网的谐波电流,使整个整流桥装置从电网吸收的电流接近正弦波,功率因数近似为1。与传统的交流侧有源电力滤波器相比,可以减少高频有源开关的数量,降低成本;与功率因数校正器相比,仅处理负载电流中的谐波分量,可减小谐波治理装置的额定容量。仿真和实验结果证明了所提方法的正确性。     

An approach to harmonic current-free AC/DC power conversion forlarge industrial loads: the integration of a series active filter with adouble-series diode rectifier

This paper proposes a new harmonic current-free AC/DC power conversion system characterized by the integration of a small-rated series active filter, with a large-rated double-series diode rectifier. The DC terminals of the active filter are directly connected in parallel with those of the diode rectifier, thereby forming a common DC bus. The active filter enables the diode rectifier to draw three-phase sinusoidal currents from the utility. In addition, it can provide the supplementary value-added function of regulating the common DC-bus voltage to a limited extent of ±5%, slightly increasing the RMS voltage rating, but not increasing the peak voltage rating. Experimental results obtained from a 5 kW laboratory system verify the practical viability and cost effectiveness of the proposed system     

换流站特征谐波电流时域分段快速算法

为给直流输电工程中交流滤波器设计提供谐波电流源,提出了交流侧特征谐波电流时域分段算法。该算法可以综合考虑实际HVDC工程中直流侧平波电抗器、直流滤波器、线路及对侧换流器,且分段考虑换相和非换相期间,因而能够充分计及直流线路侧纹波对交流侧特征谐波电流的影响,结果适用于不同负荷水平下的特征谐波电流计算,同时避免了迭代,计算速度快。对一个实际HVDC工程用该方法计算并与PSCAD/EMTDC时域仿真结果比较,表明该算法具有很高的准确性,运算效率高,能够很好地满足实际工程设计要求。     

一种基于全波平衡电抗器的双反星形12脉波整流器

为了有效抑制常规双反星形整流器的输入电流谐波和输出电压脉动,提出一种基于全波平衡电抗器的双反星形12脉波整流器。所提出的12脉波整流器由常规的双反星形整流器和全波平衡电抗器组成。全波平衡电抗器中含有带副边绕组的平衡电抗器和辅助单相全波整流器,辅助单相全波整流器通过从平衡电抗器的副边绕组提取方波电流来增加2个三相半波整流桥的输出电流和电压模态,然后依据交直流两侧电流和直流侧电压的关系,将双反星形整流器的脉波数从6倍增到12,显著抑制了输入电流谐波和输出电压脉动。因流过辅助单相全波整流器的电流仅为负载电流的6.69%,相较于现有基于抽头平衡电抗器的脉波倍增方法,所提方法除具备电路结构简单可靠、易于实现和成本低廉等优点外,还具有更小的附加导通损耗,更适用于低压大功率工业场合。研制了一台功率为1.1 kW的实验样机,验证了理论分析的正确性和该方法的有效性。     

基于调制迭代谐波分析法的交直流混联输电系统多谐波源研究

提出了一种交直流混合输电系统多谐波源的分析方法,即调制迭代谐波分析法(modulation and iterative harmonic analysis,MIHA)。该方法将调制理论和迭代谐波分析法相结合,既合理模拟换流站的非线性行为,解决了交直流系统的接口问题,又通过迭代使谐波计算更准确。为验证调制迭代谐波分析法的正确性和有效性,以某个典型的交直流并联输电系统为例,采用该方法对其稳态运行状况编制了程序,并对交流网络、直流网络和换流器各处的谐波电压、电流进行了计算。同时,采用电力电子详细器件模型对其进行了时域仿真校核,证明了MIHA法的正确性和有效性。     

双Y移30°绕组的交流励磁机谐波特性分析

文献［１］对双Ｙ移３０°绕组交流励磁机的四种运行方式的特性进行了分析。在此基础上本文进一步用富里叶级数对双Ｙ移３０°绕组交流励磁机的电压和电流波形进行谐波分析。根据位移角和换相角及电机参数，可以计算双Ｙ移３０°绕组交流励磁机的电压和电流波形以及整流输出特性。并将理论计算和实验结果进行了对照。结果表明，双Ｙ移３０°绕组的交流励磁机比不移相时具有较好的性能。该成果已在生产中应用。     

A new method of damping harmonic resonance at the DC link in a large‐capacity rectifier‐inverter system

This paper proposes a new method of damping harmonic resonance in the DC link of a large‐capacity rectifier‐inverter system, such as in rapid‐transit railways. A voltage‐source PWM converter is connected in series to the DC capacitor of the rectifier through a matching transformer, acting as a damping resistor to the DC capacitor current. No filters are needed to extract harmonic components from the DC capacitor current. This results in a quick response and highly stable damping. The relationship between the control gain of the PWM converter and the required rating is theoretically discussed. We show that the required rating is less than one‐thousandth of that previously proposed. In particular, regenerating the power consumed by the PWM converter is very important because of the large power in practical systems. Normally, an additional PWM inverter is connected to the DC bus of the PWM converter to regenerate the consumed power. The additional inverter regenerates the DC power to the AC source through a transformer. This method, however, makes the damping circuit complex, thus the proposed method for the DC‐link harmonic resonance is less practicable. In this paper, a simple and novel scheme that utilizes the DC‐link voltage of the rectifier as a DC source for the PWM converter is proposed. The excellent practicability of the proposed damping method with the novel regenerating scheme is confirmed using digital computer simulation. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 144(2): 53–62, 2003; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10172