基于电容电流反馈的新型HAPF谐振抑制方法

针对有源电力滤波器和无功补偿电容器组成的混合型有源电力滤波器(HAPF)的系统谐振问题,提出了一种基于无功补偿电容器电流反馈的新型HAPF谐振抑制方法。该方法在传统有源电力滤波器电流控制的基础上,通过增加电容电流反馈控制环节,增强系统阻尼,抑制系统谐振。基于该方法,分别就谐波检测电流包含和不包含电容器电流2种情况,详细分析了在电网谐波电压和负载谐波电流2种谐波源激励作用下,系统发生串、并联谐振时的谐振抑制特性。理论分析和实验结果表明,该方法能够有效抑制系统串、并联谐振,提高系统稳定裕度,并对负载谐波电流具有理想的补偿效果。     

并联电容器组故障原因分析及对策

针对某220 kV变电站35 kV并联电容器在运行中发生故障,通过分析电容器装置和主变压器故障录波图,利用等效电路图对谐波源位于系统侧情况进行了推导,并用该方法对本次电容器故障进行计算分析,证实了电容器组与系统发生了4次串联谐振,谐振过电压、过电流导致电容器故障。通过将第1组电容器电抗率提高到12%,并再次对低压侧各次谐波阻抗进行计算分析,证明改变电容器组电抗率可以抑制4次谐波放大,避免再次出现电容器故障。     

一种用于配电系统谐振抑制及谐波治理的新型PAPF控制方法

针对配电系统中时有发生的并联电容器与电网阻抗之间谐振的现象,该文首先分析了传统的负载电流检测方式下并联型有源电力滤波器(parallel active power filter,PAPF)对系统谐振的抑制情况。分析表明,由于无功补偿电容器的影响,传统控制策略下的PAPF对系统谐振的抑制效果不理想,同时当检测的负载电流中包括无功补偿电容器电流时,系统还有可能出现不稳定的现象。针对这种情况该文提出了一种新的PAPF控制策略,该控制策略可以在进行谐波治理的同时有效抑制负载谐波电流或者系统谐波电压造成的并联电容器与电网阻抗之间的谐振。最后给出了实验验证结果。     

基于电流的静止无功补偿装置电容器过电压保护

针对串联电抗器的静止无功补偿装置中电容器两端未安装电压互感器导致不能精准实现电容器过电压保护的问题,提出了一种基于电流的并联电容器谐波过电压保护方法。首先,采集电容器两端的电流,利用傅里叶算法计算各次谐波电流;其次,推导电容器基波、谐波电流与电压的关系,依据所推导公式计算电容器两端各次谐波电压;最后,通过仿真软件对文中推导公式进行验证,并阐述了继电保护装置实现电容器谐波过电压保护的方法。结果证明该方法理论推导与实际仿真结果相符,提高了电容器过电压保护可靠性。     

配电网无功补偿电容器损坏事故分析及抑制措施研究

为查找配电网无功补偿电容器的损坏原因,在对广西区内电容器补偿系统充分调研的基础上,建立了用于仿真计算的等值模型;通过仿真计算,研究合闸操作无功补偿电容器组产生的过电流、过电压及其影响因素,研究串联电抗对过电压、过电流以及系统谐波放大的影响;通过分析计算,研究系统谐波对无功补偿电容器组的影响;通过现场试验,测量系统无功补偿电容器组产生的过电压与过电流,提出能限制无功补偿电容器组产生过电压与过电流的措施。     

特高压变电站110kV并联电容器装置过电压阻尼器故障分析

特高压系统低压无功补偿装置的并联电容器装置主要承担着大负荷输送功率时改善电压和提高功率因数的重要作用。并联电容器装置的串联电抗器起着抑制涌流倍数、抑制高次谐波、限制短路电流的重要作用。而过电压阻尼器并联在串联电抗器两端,起着限制过电压和涌流的作用。     

220kV板桥变电站高压并联电容器装置抑制3次谐波放大的措施

针对220 kV板桥变低压侧3组高压并联电容器装置(以下简称电容器装置)投运时,主变高压侧和低压侧三相电流出现相位和波形畸变进行分析.通过现场谐波检测,并进行系统仿真等值计算分析,发现其缘由是由于220 kV系统中存在3次谐波电压源,且因板桥变低压侧电容器装置参数配置不合理,导致产生3次谐波串联谐振条件引起3次谐波电流放大,从而造成板桥变高压侧和低压侧电流相位和波形畸变.通过将板桥变其中1组电容器装置内5％串联电抗器调整为12％串联电抗器,以抑制3次谐波的放大,保证了板桥变的正常启动.     

采用虚拟电阻的电力电容器保护法

电力电容器易与系统阻抗发生谐振引起过电压和过电流，常规的谐振保护方法是在产生谐振时切除电容器组。作者分析了通过阻抗变换抑制谐振、保护电容器的机理，将瞬时无功谐波电流检测法引入到电压型逆变器，通过在电容器支路串联一个对基波有功功率和谐波分量呈正电阻性质的功率变换器实现在谐振情况下对电容器组的保护。由于该方法无需切除电容器，也保证了对系统正常的无功补偿。运用Matlab软件对某10 kV配电系统中无功补偿电容器组的谐振保护进行仿真，结果表明了上述方法的正确性和有效性。     

检测电流包含电容电流的SAPF谐波抑制和谐振阻尼新方法

研究一个由并联型有源电力滤波器(SAPF)和并联电容器组成的混合补偿系统,其中并联电容器的容性阻抗会与配电网的感性阻抗发生并联谐振。当检测电流中不包含电容电流时,SAPF可以抑制谐波和阻尼谐振且系统稳定;当检测电流中包含电容电流时,SAPF采用传统方式补偿会使得系统谐振频率向高频漂移。针对SAPF检测电流包含电容电流情况,提出一种改进的控制方法。该方法基于谐波电流分频控制策略,将高于谐振频率的抑制电流指令取反,低于谐振频率的抑制电流指令保持不变,同时检测谐振频率附近的公共耦合点(PCC)电压构建虚拟阻尼电阻,并对虚拟电阻的电导值进行闭环调节。采用该方法补偿后的网侧电流和PCC电压均满足电能质量标准。最后进行了仿真和实验验证。     

DVR系统中无功补偿电容谐振分析及抑制

针对动态电压恢复器(DVR)系统中由无功补偿电容器可能引起的谐振问题及抑制方法进行了研究。结果表明:当补偿电容器位于电网侧时,电容器与电网等效电感之间的谐振会引起电网电压畸变,此时DVR能稳定运行,但谐波补偿效果会减弱;当补偿电容器位于负载侧时,电容器与DVR滤波电感之间的谐振很容易使系统阻尼不足导致系统不稳定。将补偿电容器引入控制环,通过减小负载电流的前馈系数可以增大系统阻尼,保证系统稳定。仿真结果验证了上述分析的正确性。     

基于谐波谐振指数的配电网谐振严重程度评估

尽管并联电容器被广泛应用于电压支持、无功补偿、谐波抑制以及电力系统中功率因数的改善,但系统与电容器之间可能发生谐波谐振,产生严重后果。文中,通过引入IEEE 18—2012并联电力电容器应用标准,基于谐波谐振指数(HRI)并对其计算进行优化,提出了一种用来估计谐波谐振严重程度的方法。该方法能够表示在不同背景谐波电压水平下谐波谐振严重程度。通过案例分析结果表明,提出的方法能够在工业中直接并快速地用来估计发生谐振的可能性和严重程度以及作为后验方法解决电容器配置问题。     

电容器同期合闸与变压器的铁磁谐振分析

并联电容器组进行无功补偿时,由于断路器开关投切方式不当,可能造成并联电容器组与变压器铁芯线圈发生铁磁谐振。文章通过断路器同期合闸时的系统发生过电压现象,对谐振时并联电容器组与变压器铁芯线圈伏安特性进行分析,给出并联电容器与变压器产生铁磁谐振的机理和特点,并提出了有效抑制铁磁谐振发生的具体措施。仿真结果验证了理论分析与抑制方法的正确性。     

并联电容器补偿与谐波抑制

变电站装设并联电容器是改善电压质量和降低电能损耗的有效措施。但并联电容器会对谐波放大,放大的谐波可能对电气设备造成损害,而并联电容器中串联电抗器是抑制谐波放大的相应措施。本文分析了并联电容器的电抗率选择不当可能引起的后果。其主要体现在电容器可能与系统发生并联谐振(从负载侧看)或串联谐振(从电源看),从而引起电容器的过电压和过电流。结合某一算例,在分析串联谐振和并联谐振对谐波电流的放大后,通过调整电容器回路的参数和并联电容器的投切,达到抑制谐波的作用,从而在能不失滤波的同时保证电容器安全运行。同时提出并联电容器设定电抗率参数时优化选择的建议。     

考虑系统稳定性的级联H桥有源滤波器控制策略研究

系统内的无功补偿电容器会改变电网的阻抗特性,从而和有源滤波器的阻抗在某些频率下相匹配,引发谐振,导致系统失稳.论文针对这一问题,以基于级联H桥拓扑的有源滤波器为应用对象,提出了兼顾滤波和无功补偿的协同控制策略,在滤波的同时取代并联电容器进行无功补偿,以确保系统的稳定运行.该控制策略为了补偿谐波电流,在旋转坐标系解耦控制中的电流内环引入准比例谐振控制器;为补偿无功,采用PI控制器产生q轴基波电流,叠加在q轴谐波电流上来实现.最后,基于考虑并联电容器的电网阻抗和滤波器阻抗进行了系统稳定性分析,根据阻抗稳定性理论论证了为确保系统稳定,让有源滤波器取代并联电容器进行无功补偿的必要性.基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明了所提控制策略的有效性和可行性.     

谐波情况下并联电容器组的投切方法研究

针对变电站装设有不同电抗率并联补偿装置与变电站电压无功控制(VQC)相结合,进行了谐波情况下电容器组投切方法的研究.电容器投切组数由VQC确定,但投切哪些支路则根据谐波情况进一步确定.本文依据谐波的严重程度,将变电站的谐波情况分为四种,结合电容器组投入后谐波电流的补偿分析,探讨了不同谐波情况下电容器组适宜的配置方法.本文给出了变电站电压、无功控制中各种谐波情况下电容器组的投切策略,即在不同的谐波情况下,对不同电抗率的电容器组进行最优的组合,在满足电压无功控制的前提下以达到对谐波最大限度的补偿效果.最后,通过仿真分析验证了所给出方法的正确性.     

“双高”配电网下变电站并联电容器灵活投切

针对目前变电站并联电容器组投切方案存在的设备利用率低和易受双高配电网宽频谐波影响而损坏的问题，提出一种考虑谐波宽频特性的并联电容器组灵活投切策略。首先，建立10 kV配电网并联补偿模型和电容器组投切方案集合。然后，运用模态分析法确定投切方案网络谐振点。最后，从并联补偿方案的谐波谐振机理出发，设计程序计算谐波电流放大倍数，确定并联补偿方案基本可行域，筛选出最优投切组合。算例仿真表明，该投切策略能在实现原有无功补偿的功能上，提高设备总体利用率，避免并联电容器组投入后产生的谐波谐振和谐波电流放大。     

实用新型无功补偿及谐波抑制装置

在谐波较为严重的系统中投入普通电容器来补偿无功,会产生谐波电流放大,给电网造成极大的污染;在谐波负载变化时投入普通的3次、5次、7次和高通等滤波器,也会产生谐波电流放大,甚至发生并联谐振.针对此问题设计的实用新型补偿装置是在电网侧串联滤波电感,在负载侧并联带特定电抗率的电容器,电容器采用无触点开关动态投切,装置能稳定运行,达到较好的补偿效果.     

电容器组使用中的安全问题

电容器(组)是用来补偿感性无功、提高电网功率因数的常用设备。本文分三方面阐述使用电容器组的安全问题。 1.防止谐振过电压 电容器组常接在变电所母线上作无功补偿,当母线上接有硅整流等谐波源设备时,就有可能发生谐波过电压。因为这时的电路等效于R-L-C串联电路,其固有频率f_0=1/2π LC 1/2,如果电网电压中某次谐波的频率f_n等于或接近f_0时,那么就会在这一谐波电压U_n作用下发生谐振,此时电容器组两端的n次谐波电压:     

低压配电系统纯电容器组无功补偿装置的改进策略

针对低压配电系统中纯电容器组无功补偿存在的并联谐振与谐波放大问题,本文选用并联电容器串联电抗器的改进方案,并给出有关元器件和辅材选型策略。通过某城市污水处理厂无功补偿改造案例的实施,结果表明,所采取的措施是行之有效的。     

无功补偿电容器组的并联谐振分析

当系统中存在谐波源时,无功补偿电容器组与系统电路会在某次谐波频率下发生并联谐振。本文分析了谐振次数与电容器组容量、母线短路容量以及母线电压上升值之间的数学关系。并联电容器组与电抗器串联具有滤波功能,同时也会与系统发生并联谐振。还分析了滤波次数和发生谐振次数的数学关系。