一种新型等效无限长有源电力滤波器

针对射线型配电网中的谐波传播放大现象提出一种可在任意位置安装的新型等效无限长有源电力滤波器(I-APF)。该新型I-APF基于受控电压源和受控电流源的组合模型,实现了对谐波模拟无限长配电网,可有效抑制谐波传播放大。该新型I-APF不仅对配电网末端负载情况有很强的适应性,在末端接任意负载时都能取得很好的谐波抑制效果;而且安装位置灵活,在配电网始端的位置可有效衰减整个配电网中的谐波。仿真结果和实验结果均已验证该新型I-APF的有效性和优越性。     

基于末端微电网结构的配电网系统谐波抑制策略研究

基于电压控制方式(voltage-controlled method,VCM)的微电网接入配电线末端后,线路末端对谐波近似呈短路特性。由于功率因数校正电容与系统电感之间的谐振,背景谐波可能被严重放大,威胁系统设备安全。针对系统的背景谐波放大问题,提出一种分频阻性有源滤波器(discrete frequency resistive active power filter,DFRAPF)谐波抑制策略,即在距离配电线末端主要次谐波1/4波长的位置,针对相应次谐波安装与线路特征阻抗匹配的阻性有源滤波器(resistive active power filter,RAPF)。该策略可有效抑制基于末端微电网结构的配电网系统中的背景谐波放大现象,减小电压畸变。仿真与实验结果验证了该策略的有效性。     

新型配电系统背景谐波抑制策略的研究

针对电力系统配电网背景谐波放大现象,分析射线形配电网上谐波放大的原因。分析表明,当传输线足够长,系统不存在谐波放大现象。因此通过控制安装在末端的有源滤波器,等效延长配电线线路的长度,从而达到抑制整条线路谐波放大的目的。和传统的末端安装固定增益阻性有源滤波器相比,该方案在线路特征阻抗变化时依然能抑制整条线路的谐波放大,从根本上避免了"打鼹鼠"现象。     

配电网系统背景谐波衰减控制研究

在射线型配电网末端安装动态调节增益的有源滤波器只能抑制谐波的放大现象,不能实现对谐波的有效衰减,且可能引起电压谐振。基于以上问题,提出分频动态增益调节的有源滤波器(discrete frequency automaticgain tuning active filter,DFAGTAF)最优安装位置的谐波衰减方案,得出在距谐波源最近的各次谐波的谐振峰值处为DFAGTAF的最优安装位置。该方案不仅可对有源滤波器安装点谐波进行有效衰减,同时对线路其他位置也能实现良好的谐波衰减效果,且对配电线参数的改变以及非线性负载的切入具有较强的鲁棒性。仿真和实验结果均验证了该方案的正确性和有效性。     

基于双点检测SRAPF的环形配电系统背景谐波衰减策略研究

对于环型配电网,具有较高的供电可靠性,已然成为一种发展趋势,其线路电感与功率因数校正电容之间的谐振使得系统背景谐波电压谐振放大,导致电力系统中的谐波电压严重畸变。针对环形配电网中谐波谐振现象,提出一种基于双点检测单阻性有源滤波器(double point detection of single resistive active power filter,DPDSRAPF)的谐波衰减策略,即检测环形配电网中2个节点(其中一个节点为中点,另一节点为中点以外的节点)的谐波电压,而APF和非线性负载改变等工况下,具有更好的鲁棒性和谐波衰减效果。仿真分析和实验结果均验证该方案的正确性和有效性。     

基于长传输线的并网系统谐波谐振抑制策略研究

在基于长传输线的光伏并网系统中,传输线中存在的寄生电感和电容会导致光伏并网系统出现多个谐振点以及线路末端公共连接点(point of common coupling,PCC)电压升高的问题。同时,当电网电压中存在背景谐波电压时,背景谐波的传播放大和逆变器谐振交互会导致并网电压电流波形畸变更加严重。为解决上述问题,该文提出一种复阻抗型有源阻尼器(complex-impedance active damper,CI-AD)与无源网络结合的控制策略,从串并联谐振机理的角度分析谐波阻抗特性曲线选取合适的电压电流增益,可同时抑制背景谐波传播放大和并网系统谐振,并且降低PCC电压,改善入网电流质量。仿真验证所提方案的正确性和有效性。     

光储独立微电网全电压复合控制技术研究

非线性负载和电力电子变换器的非线性特性是微电网电压谐波产生的根本原因,现有的储能变流器电压源控制算法只对基波分量进行闭环无差控制,对其他谐波分量无法完全抑制,影响网内设备的供电电压质量。为提高微电网供电电压质量,基于傅里叶分析提出全电压复合控制方法,控制带宽内各次电压分量均可实现无差闭环控制,利用Matlab仿真和光储微电网实验平台验证了文章所提算法的有效性。     

考虑传输线分布电容影响的光伏并网系统谐波谐振抑制策略

以传输线联网的光伏逆变器为研究对象,当传输线中分布电容较大不能忽略时,考虑传输线分布电容的影响下,分析系统的谐振特性以及电网背景谐波在传输线中的传播特性。针对系统的谐波谐振情况,提出基于电容电压的有源阻尼策略有效抑制系统出现的多个谐振尖峰,同时抑制电网中5次背景谐波的传播放大。为更好地抑制7次背景谐波,在上述控制算法的基础上于电容电压反馈通道中引入7次谐振控制器重塑逆变器输出的7次谐波阻抗。最后,在所提方案下,对逆变器输出5次谐波阻抗进行约束来优化控制参数,有效减小背景谐波导致的入网电流畸变。仿真验证所提方案的正确性和有效性。     

利用多功能模型参考修正的自适应PID控制器设计

基于参考模型和控制参数,文章设计了一种鲁棒的模型参考修正的自适应比例积分微分控制器,用于各种动态负载,增强孤岛微电网的电压和电流控制。针对负载动态、谐波源、异步电机、非线性负载和未知负载,评估了该控制器的有效性。结果表明,该控制器能够为单相和三相孤岛微电网系统提供高跟踪性能和安全操作。     

混合微电网与配电网间的串联环节及其控制

为了提高交直流混合微电网并网运行时对配电网故障的穿越能力和电能质量,提出在配电网和交直流混合微电网之间加入串联环节,该串联环节可与微网中交直流子网间的AC/DC双向功率变换器配合提高交流子网的电能质量,同时可抑制配电网和交直流混合微电网之间的故障电流。首先介绍该串联环节的基本结构和运行模式。然后,基于在abc三相静止坐标系和dq两相同步旋转坐标系下的数学模型,设计一种配电网电压前馈、负载电压和补偿电压双反馈的电压补偿控制策略,并采用电压电流双闭环控制方法进行故障电流抑制。此外,对该串联环节的变压器进行设计。最后,通过仿真验证上述串联环节及其控制策略的有效性。     

基于改进无源控制的含不平衡负载微电网电压控制策略

为解决微电网中由不平衡负载引起的三相电压不平衡问题,设计了一种基于改进的互联与阻尼配置(IDA)的无源控制(PBC)策略,考虑微电网中分布式电源之间的互联关系,建立了含不平衡负载多母线微电网并网逆变器的端口受控哈密顿模型,从系统全局能量的角度出发,通过互联与阻尼配置消除不平衡负载导致的二次谐波分量,选择合适的能量函数,保证了闭环的稳定性,实现并网输出电压电流正弦化。仿真验证结果表明,所提控制策略无需将电压/电流的正负序进行分离,使系统的控制结构简化,且与传统无源控制策略相比,所提控制策略能快速准确地控制输出电压和频率,有效降低了谐波干扰,实现了更好的动态响应。     

《微电网接入配电网测试规范》正式发布

正8月9日,中国电科院牵头编写的《微电网接入配电网测试规范》正式发布。在国家大力推进能源供给侧结构性改革、积极推进并网型微电网建设的背景下,该标准的发布和实施,对于促进并规范微电网健康有序发展具有重要意义。GB/T 34129《微电网接入配电网测试规范》规定了微电网并网测试条件、测试方法以及测试报告等技术要求,适用于接入35kV及以下电压等级配电网的新建、扩建及改造微电网的并网测试。该标准为验证微电网并网性能提供了规     

四桥臂电压质量调节器及其在微电网中的应用

低压配电网电压跌落、骤升、不平衡、谐波等扰动影响微电网的正常并网运行,为抑制以上配电网电压扰动影响,采用具有综合补偿电压扰动能力的四桥臂电压质量调节器（VQR）。针对VQR的补偿目标,采用一种基于新型谐振PVPI控制器的电压电流双环控制策略,通过提取跌落后电压基波正序分量,将输出补偿量分为跌落（或骤升）补偿部分和用于抵消负序、零序及谐波电压分量部分,利用PVPI控制实现对两部分补偿指令信号的零稳态误差控制。仿真结果证明所提出的四桥臂电压质量调节器有效地补偿了配电网电压扰动的影响,提高了微电网故障穿越能力。     

基于高阻抗比的并网系统谐波抑制及无功控制策略

为了保证逆变器系统具有良好稳定性且公共耦合点(point of common coupling,PCC)电压幅值在允许的电压偏差内,在考虑传输电缆寄生电容的影响和传输电缆特性的前提下,提出谐波抑制方案和无功控制策略结合的双重控制策略,并结合电缆上抑制背景谐波放大现象确定双重控制策略参数的最优取值,以实现系统稳定运行。仿真和实验结果验证了该双重控制策略的可行性和正确性。     

微电网孤岛运行模式下谐波电流抑制研究

微电网中采用下垂控制的逆变器对外呈现为近似电压源的特性,并经由线路阻抗连接到公共母线处。如果交流母线电压存在谐波分量,在线路阻抗较小的情况下将产生较大的谐波电流,进而降低母线电能质量,影响微电网安全有效运行,因此需对谐波电流进行相应控制。该文针对低压微电网中逆变器并联孤岛运行系统,提出采用准比例复数积分调节器进行谐波电流抑制的方法,该方法无需坐标变换,可直接针对特定次谐波电流进行控制,并且该复数调节器为一阶系统,较易于工程实现。最后通过仿真和实验对该方法进行验证。     

基于无源性的直流微电网并联变换器控制策略

针对可再生能源聚合而形成带混合负载的直流微电网稳定性与协调性问题,提出一种将无源控制与改进非线性干扰观测器前馈补偿相结合的新型控制算法,在消除恒功率负载对直流微电网的影响的同时提高了系统鲁棒性,再利用线路阻抗补偿来改善分流精度与实现电压无偏差。该文利用Matlab/Simulink搭建并联DC-DC变换器仿真模型进行验证,通过对比传统无源控制与比例积分调节的无源控制表明,提出的控制策略抑制了恒功率负载与线路阻抗对直流微电网的影响。最后,在Opal-RT半实物实验平台验证了该策略的有效性。     

含冲击负荷的配电网动态无功补偿

对于含冲击负荷的配电网,由于其负荷波动性大,导致无功补偿较为困难,对此提出了综合动态无功补偿法,即利用无功裕度的方法确定最佳补偿点,以在线监测补偿点电压作为约束条件控制投切电容器,动态调整补偿容量。对于冲击负荷引起的电压降落,采取就地补偿电容器的方式,同时在电容器上串联一个小容量电抗器,以抑制并联电容器对谐波的放大作用,减小负荷冲击对电网的影响。实例应用结果表明,该方法不仅稳步提升了线路和冲击负荷点电压,且有效保证了电网的电压质量。     

Research on control strategy of energy storage converter based on super capacitor

为了对储能逆变器在不平衡与非线性负载时的输出电压的谐波进行抑制,本文针对双级式逆变器拓扑建立数学模型,基于模型分析了直流电容中点电压波动对逆变器输出的影响,以及不平衡输出电流和谐波电流对直流电容中点电压影响的机理,进而提出了该拓扑逆变器在不平衡和非线性负载情况下抑制交流输出电压不平衡和零序谐波的抑制策略。最后建立了MATLAB仿真模型对该控制策略进行了理论验证,并在80 kW样机上进行了实验验证,仿真和实验结果都表明了该控制策略的有效性。     

基于APF电动汽车充电站谐波放大效应及抑制措施

为提高电动汽车充电站并联有源滤波器的治理效果,文章研究有源滤波器在检测系统侧电流和负载侧电流两种控制方式下产生的谐波电流放大效应。搭建电动汽车充电机(站)的结构模型,分析充电站补偿系统等效电路,得到两种控制方式下充电站补偿系统谐波放大关系式和补偿效果。定义谐波放大程度系数、负载与系统间的阻抗比、APF治理因子等参数,提出抑制谐波放大效应措施。理论分析和算例仿真结果表明,所提方法能有效抑制谐波放大效应,提高APF补偿效率。     

Microgrid technology for low voltage distribution transformer station area

大规模分布式电源、储能和电动汽车等电力电子装置分散接入配电网,致使出现用户侧供电电压频繁双向越限、台区潮流倒送、谐波超标等问题,给配电网供电电能质量、运行经济性和供电可靠性造成了重大影响;本文结合配电网台区实际建设情况,提出了一种面向低压配变台区的新型微电网配置方法,并系统阐述了面向低压配变台区的微电网技术架构、功能架构和控制目标,建立了基于台区微电网两阶段协调控制模型,通过微电网协调控制与优化调度,实现分布式电源优化并网和高效发电。采用典型台区微电网进行了仿真计算,验证了方法和模型的有效性。