基于集合Kalman滤波的暂态电压扰动检测

随着电力系统中非线性负荷的增加,由暂态电压扰动引起的电能质量问题越来越严重,对暂态电压扰动信号的检测成为改善电能质量的关键。基于集合Kalman滤波方法进行暂态电压扰动检测分析,结合暂态电压扰动特点,构造了集合Kalman滤波的背景集合。由k-1,k-2时刻的电压状态修正值组成背景集合,然后进行递归运算,提取出实时的电压幅值,从而定位暂态扰动发生的起止时刻以及跟踪突变的幅值。仿真结果表明,所提方法能快速检测到电压暂降/突升、暂态电压脉冲信号发生的起止时刻,跟踪到突变幅值。其对谐波加电压暂降混合扰动信号的扰动起止时刻以及混合扰动信号中基波、谐波的幅值的跟踪也非常有效。所提方法总体优于传统的Kalman滤波法和有效值法。     

风力发电并网电压扰动信号的分析与检测

风力发电并网中的暂态电能质量问题严重影响电网的安全稳定运行和用电设备的正常使用,因此深入分析风电并网产生的暂态电能质量问题并且准确检测扰动是非常必要的。首先,分析了风电并网系统引起暂态电压扰动的原因,并建立风电并网系统的仿真模型,得出电压扰动信号的具体类型;然后,基于稀疏分解的思想,分析了具体的暂态电压扰动信号;再针对其特点构造了风电并网电压扰动原子库,减少了信号分解时的计算量,提高了匹配追踪的速度。该方法不仅对扰动信号准确分类,并且同时实现了扰动信号的定位和参数估计,辨识方法简单有效,精度较高。     

单电压环构网型并网逆变器暂态稳定性分析

随着电力电子化电力系统的快速发展,构网型并网逆变器作为新型电源得到了广泛关注,其中单电压环构网型并网逆变器因具有更强的小信号稳定性而在新能源并网中具有独特优势。同时,构网型并网逆变器在大扰动下呈现与同步电机不同的暂态响应,容易产生暂态失稳。针对这一问题,以单电压环构网型并网逆变器大扰动模型为基础,采用相平面图的方法分析了大扰动下功率控制环、电压控制环对逆变器的暂态作用,给出了关键控制器参数对暂态稳定性的影响,刻画了功角的暂态响应特性。同时,揭示了有功控制环、无功控制环和单电压环在暂态期间会改变功角超调量、逆变器输出电压幅值和变化率,进而影响并网逆变器的暂态稳定性。基于上述分析,给出了减小有功和无功下垂系数,增大电压积分系数和低通滤波器截止角频率的控制参数优化方法,可增强单电压环构网型并网逆变器暂态稳定性。最后,通过Matlab/Simulink仿真验证了分析的准确性与可行性。     

风电并网暂态电能质量扰动的检测与识别

风能的随机性、间歇性和波动性等特性使得电力系统的电能质量在风电并网运行时受到了十分复杂的影响,因此针对风电并网运行中的暂态电能质量问题,文中提出了一种基于db4小波变换和有效值法的新方法对暂态电能质量扰动进行检测与识别,并通过详尽的理论分析和Matlab仿真对该方法进行了验证。研究结果表明该方法能有效地完成对暂态电能质量扰动的检测与识别,为检测与识别电力系统在风电并网运行时的暂态电能质量扰动提供了一种切实可行的新方法。     

基于双闭环电压控制静止同步补偿器在双馈风电场并网中参数设置及运行特性分析

静止同步补偿器(STATCOM)在柔性功率潮流控制及双馈风电场并网运行中得到广泛分析与讨论,而其双闭环电压控制策略的分析直接影响风电场并网运行特性。建立了基于电压源变流器(VSC)的静止同步补偿器通过耦合变压器与电网相连的电路模型,推导了双闭环电压控制环节的数学模型,分析了控制环节参数设置对于并网运行特性的影响。以标准三机九节点系统作为等效测试电网建立了双馈风电场并网模型,实例中以控制环节参数设置验证了衰减系数与电压设定值与无功控制的对应关系,以负荷投切小扰动为例分析了投入装置可以改善系统受扰动时的电能质量,并且通过不同类型的故障仿真验证了即使电力系统发生了最严重的三相短路故障,STATCOM也能快速补偿无功功率,有效提高系统的暂态稳定性。     

风电接入系统暂态电能质量扰动小波检测方法

随着风能发电的大规模发展,风能电并网运行是一种必然的发展趋势.风能的波动性、间歇性和随机性等特性使接入风电的电力系统的运行特性和电能质量受到复杂的影响.为此,针对风电并网运行中的电能质量问题,重点研究风电接人系统的暂态电能质量扰动的小波检测方法,详细分析暂态电能质量扰动小波检测的基本原理和实现策略,并给出仿真结果.理论...     

基于CPT理论和重复控制的多功能并网逆变器研究

针对具有电能质量治理和功率输出功能的三相三线制多功能并网逆变器,提出在两相静止坐标系下基于CPT功率理论的改进电能质量补偿分量计算方法,实现在并网点电压畸变情况下不引入锁相环,提取负荷电流中的谐波、无功和不平衡分量。为实现对负荷电流补偿分量跟踪输出以及在畸变电压干扰下的输出电流控制,同时简化电流内环控制器结构,采用H∞重复控制理论设计逆变器输出电流控制环。由于多功能并网逆变器在运行中,控制环节稳定性受到本地负荷以及并网点线路阻抗的影响,基于由CPT理论构建的一般负荷模型,提出适用于复杂负荷以及线路阻抗接入情况下的H∞重复控制系统稳定性分析方法。最后在硬件实验平台上对所提出多功能并网逆变器控制策略进行了验证,实验结果表明其有较好的电能质量治理能力。     

风电汇集系统暂态电压安全分析及其控制策略

保障风电汇集系统(WPCS)的暂态电压安全对于风能资源的大规模集群式有效开发利用具有重要意义。首先,以"三北"地区某实际风电场群为研究对象,通过分析暂态故障运行状态下风电机组和无功补偿设备的动态响应特性,详细探讨了风电汇集系统暂态电压安全事故的主要成因和发展过程;在此基础上,提出了一种风电汇集系统暂态电压安全控制策略。仿真结果表明:通过协调双馈风电机组和静止无功补偿设备在暂态过程中的控制配合,能够减缓系统遭受大扰动后的电压波动,从而抑制由于无功过剩所引发的风电机组连锁脱网事故。通过采取文中所提的电压安全控制策略,可以有效提高大规模风电并网系统的安全稳定运行能力。     

静止无功补偿器对感应电动机负荷电压稳定性的影响

以简单的两节点系统为研究对象,采用考虑机电暂态过程的三阶感应电动机负荷模型,详细分析了静止无功补偿器（SVC）在小扰动和大扰动情况下对系统电压稳定性的影响。仿真结果表明,在小扰动情况下安装SVC可以提高感应电动机负荷的最大负载转矩和电压水平;在大扰动情况下能够减小故障对暂态电压稳定产生的影响,并且能够延长暂态电压稳定的极限切除时间,提高系统的暂态稳定性。     

模糊变结构控制的光伏并网功率调节系统

光伏并网功率调节系统(PVPCS)集并网发电、无功补偿和谐波抑制为一体,对改善电能质量、减少功率损耗和提高系统利用率有重要作用.在分析了系统工作原理、瞬时无功检测、并网电流合成以及并网电流跟踪控制的理论基础上,研究了基于模糊变结构控制的PVPCS的设计方法.针对含PVPCS的单机无穷大系统进行电力系统暂态仿真,与常规PI控制进行比较验证.研究结果表明:该系统在光伏并网发电的同时能够快速稳定直流侧电容电压,有效抑制电网谐波,很好地对无功进行补偿,具有较强的鲁棒性和适应性,提高了系统利用率.     

用于供电品质改善的多功能三电平混合储能变流器设计研究

分布式储能具备灵活的电能调控特性,利用其接口变流器的可控性可以实现对诸如无功、三相不平衡等稳态扰动和电压暂降、供电中断等暂态扰动的治理,从而以多功能的形式减少电网扰动、改善负荷供电品质,有助于提高分布式储能系统的应用效能。为实现该目标,提出一种多功能三电平混合储能变流器,以两级式三电平拓扑为载体提升系统电能变换效率,以超级电容和储能电池的混合接入为手段实现暂态/稳态性能的综合优化,以多功能控制及其平滑切换策略的设计实现稳态及暂态电能质量问题的高效治理。仿真和实验验证了所设计系统在改善供电品质方面的可行性和有效性。     

电网暂态电压扰动信号的监测软件研究

电网暂态电压扰动信号的监测是关系到电能质量改善的首要问题。针对电网暂态电压扰动信号的识别及捕获进行研究,基于虚拟仪器技术设计出了监测软件,通过仿真及在线运行测试实验验证了该软件的可行性及可靠性。使用该软件可以获取可靠的数据源和暂态扰动信号的有用信息,以便进一步分析和评价电能质量。     

基于暂态功率特性调整无功电流的高电压穿越控制策略

传统的光伏并网逆变器高电压穿越控制策略以削减有功功率为代价提高无功输出,难以平衡网侧电流和直流母线电压、抑制故障切除后电流和电压突变带来的暂态冲击。在分析高电压暂态功率特性的基础上,提出一种维持有功功率输出不变、调整无功电流参考值的高电压穿越控制策略。首先,以小信号模型分析高电压暂态功率特性,得出高电压期间有功功率不变、网侧无功冗余是抑制电压恢复的关键;然后,依据电网电压骤升幅度给出一种估算无功电流参考值的方法;在此基础上,结合有功电流控制,讨论3种不同电网电压骤升幅度下并网逆变器的控制能力,分别给出相应的高电压控制策略;最后,仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。     

基于递归特性分析和BP神经网络的电能质量扰动识别与定位(英文)

提出将递归图和定量递归分析技术引入非平稳电能扰动信号处理研究中,通过分析递归图和递归特性,选择递归量化参数定量地表征电能扰动信号的递归特性,利用定量递归分析提取的不同参数,并运用 BP 神经网络进行扰动训练,最终实现区分不同的电能扰动模式.进一步选择信号递归度这一特征参数,初步检测了电能扰动信号的端点.仿真实验结果表明,该方法对电压暂降、暂升、中断、振荡暂态、电压尖峰和暂态谐波等多种暂态扰动信号有较好的识别与定位,识别率在98%以上.     

具有电能质量统一控制功能的风电微网并网功率接口研究

由于风电的随机性和间歇性,风电微网接入主电网会在接入点向主电网注入复杂的电能质量扰动,需要对风电微网接入进行电能质量控制,考虑到风电微网同时存在严重的电压和电流电能质量扰动以及风电微网接入主网的并网变流器和有源滤波器具有相同拓扑结构,提出一种基于统一电能质量控制器的风电微网并网功率接口,详细分析了该类并网功率接口的主电路拓扑结构和工作原理,阐述了基于广义瞬时无功理论和广义谐波理论的电压和电流电能质量扰动检测法的基本原理和基于三态滞环控制的并网功率接口输出控制的基本原理,理论分析显示所研究的并网功率接口能有效地实现并网功率输送、谐波电流抑制、无功补偿、三相对称、电压稳定和功率支撑,并用计算机仿真验证了其有效性.     

基于模糊自适应形态滤波器和S变换的暂态电能质量扰动检测

提出一种基于模糊自适应形态学滤波器与S变换结合的暂态电能质量扰动检测方法。该方法根据数学形态学理论和模糊控制原理构造一种模糊自适应形态学滤波器,对扰动波形进行预处理,以滤除信号中的随机、脉冲等多种噪声,可较好地保留信号的基本特征,对于滤波后的信号波形,利用S变换幅值包络线对暂态电能质量扰动起止时间进行检测。最后通过对噪声背景下含电压骤升、电压中断和电压骤降电磁暂态现象的电压信号进行仿真验证,结果表明该方法具有计算简单、快速和准确的特性和优点。     

基于多功能储能变流器的微电网电能质量综合补偿策略

为提高储能系统的利用率,改善微电网与电网并联运行下的电能质量,本文首先在分析非线性、敏感性负荷模型特征对并网点电压谐波分量扰动的基础上,提出了一种基于多功能储能变流器(power conversion system,PCS)的微电网电能质量综合补偿策略,在不改变储能变流器运行状态的前提下,结合多目标补偿电流的生成原理,利用PCS闲置容量快速并精确地选择性补偿谐波、无功及不平衡电流,以实现对并网电流补偿分量在畸变电压干扰下的输出电流控制,最后,搭建含储能装置的微电网系统,并对所提出的控制策略进行相关实验,结果表明其具有较好的电能质量治理能力.     

模糊控制STATCOM在电网暂态稳定中的应用

研究设计了一种基于模糊逻辑的控制器,用于静止同步补偿器（STATCOM）存强态和暂态下的控制。该控制器由主控制器和辅助控制器构成,主控制器用于调节交流侧电压,辅助控制器用于挖制直流侧电容的电压。仿真研究和实验结果表明,在发生短路和带有冲击性负荷时,STATCOM能很好地改善电网的暂态稳定性。     

双馈风电机组并网暂态稳定性研究

构建了双馈风电机组的数学模型,着重分析了其在恒功率因数和恒电压控制两种运行方式下的无功电压控制原理,在Matlab/Simulink工具中搭建风电并网系统模型,仿真结果表明恒电压控制方式能使双馈风电机组充分发挥其无功调控潜能,故比恒功率因数运行方式更好地改善风电并网系统的暂态稳定性。     

电流跟踪控制的风力发电并网逆变器研究

在风力发电系统中,并网逆变器的控制是实现电能转换与传输的重要环节。系统采用电流瞬时反馈控制,直接以电网电压同步信号作为逆变器输出电流跟踪指令;通过对网侧电流的闭环跟踪控制,实现单位功率因数向电网馈送电能,并根据三相电压源型并网逆变器开关函数的数学模型进行了控制系统仿真研究。仿真和实验结果均表明,采用该控制策略可以改善馈网电流质量,提高了并网逆变器的稳定性和动态性能。