电网谐波阻抗的测量及其修正

作为目前电网主谐波源分析的基础,主要研究了公共快速傅立叶变换耦合点的谐波阻抗的准确测量问题。采用基于干扰前后稳态波形的电网谐波阻抗测量方法,实现了利用FFT(fast forier transform)基波比较法修正测量过程中的相角偏移和采用αβ0对称分量转换法解决三相不平衡的问题。通过仿真实验表明,此谐波阻抗测量及其修正方法简单、正确,适于实际应用。     

一种新型偶次谐波注入的主动式孤岛检测方法

针对分布式电网系统提出一种新型偶次谐波注入新的主动式孤岛检测方法。详细描述了该检测方法的原理,分析了注入的偶次谐波的取值范围,并详细阐述了检测方法中的滤波算法。此方法是通过在输入电流参考信号中加入一个很小的偶次谐波扰动,由并网和断网前后偶次谐波电压变化来实现孤岛检测。通过MATLAB/Simulink仿真对该方法进行了验证,此方法检测速度快,鲁棒性强,无检测盲区,对电能质量影响小,同时能应用于多台逆变器并联运行的孤岛检测问题等优点。仿真结果达到了预期效果。     

一种快速小盲区的主动移频式孤岛检测方法研究

针对光伏PV并网发电系统中孤岛检测速度、检测盲区等问题,提出了一种快速小盲区的带正反馈的主动频率偏移检测方法。该方法根据第0个检测周期的公共耦合点PCC的电压频率与电网电压额定频率之差来确定初始斩波因子及施加扰动方向;并对第i个检测周期以前PCC点电压频率变化量分别取绝对值后进行累加,将累加值作为正反馈量施加至PCC点,在规定的检测周期内,完成孤岛的检测。采用Qf0×Cnorm坐标系对算法的检测盲区进行描述,利用Matlab/Simulink对孤岛检测性能进行仿真分析。结果表明:相比AFDPF法,新方法在满足并网电能质量的同时,具有更小的检测盲区;对感性负载的孤岛检测时间缩短至0.06 s,对容性负载只需0.04 s即可检测出孤岛;孤岛检测结果符合我国孤岛检测标准要求。     

基于故障分量的系统侧谐波阻抗计算方法

提出一种新的基于故障分量计算系统侧谐波阻抗的方法。基于谐波污染等效分析模型,分析了用户侧发生故障时引发公共耦合点PCC处谐波电压电流波动的特点,通过计算PCC点谐波波动伏安特性比来精确计算系统侧的谐波阻抗。仿真分析和现场数据计算结果表明,该方法可以有效避开系统侧引发的公共耦合点谐波电压波动的干扰,从而得到更为准确的系统侧谐波阻抗值。所做研究工作对评估用户谐波发射水平以及划分谐波污染责任有一定指导作用。     

分布式电源中三次谐波扰动孤岛检测方法的研究

针对现有孤岛检测方法注入谐波复杂、响应速度慢等问题,提出了一种分布式电源三次谐波扰动孤岛检测方法。该方法以分布式电源接入电网处电压的三次谐波作为检测对象,通过设计的正反馈控制器使孤岛运行时三次谐波迅速累积,超出阈值时则认为发生孤岛。同时针对该方法在电网电压波形畸变时输出谐波电流较大的缺点设计了前馈控制器,在进行孤岛检测的同时降低了并网谐波电流含量。通过matlab/simulink进行了孤岛保护仿真测试,结果表明该方法响应速度快,注入谐波简单可控,前馈模式可以有效降低并网电流谐波含量。通过样机实验证明了该方法的实用性。     

基于阻抗测量的分布式光伏孤岛检测方法

针对分布式光伏并网点孤岛检测问题,提出了基于阻抗测量的分布式光伏主动孤岛检测方法,通过在并网点加入信号发生器,引入高频信号,主动判断系统阻抗变化,进行微网或光伏孤岛检测,优于目前通用的被动式孤岛检测算法,从而消除检测盲区。最后对主动孤岛检测算法进行仿真,分析可知基于阻抗的孤岛检测方法可有效规避检测盲区,提高孤岛产生时的电网运行安全性,且高频电压信号的引入对原有分布式光伏正常运行无明显影响。     

基于可控短路技术的系统阻抗测量方法在孤岛检测中的应用

迅速有效的孤岛检测技术对于分布式发电系统的安全可靠有着十分重要的意义.针对分布式发电系统的孤岛检测问题,提出了一种简单有效的检测方法:在分布式电源出口端任意两相间设置一个晶闸管,通过控制晶闸管周期性瞬时导通,人为造成分布式电源出口端周期性瞬时相同短路,从而产生周期性短路脉冲电压和电流.基于该短路脉冲电压和电流,实时获得分布式电源出口处的系统阻抗,通过监测该系统阻抗的变化即可迅速判断出分布式电源是否处于孤岛状态.文中也对检测信号间的干扰进行了有效分析.理论推导、仿真和模拟实验都验证了该方法的有效性.     

基于二阶盲辨识的系统谐波阻抗计算

文章指出随机独立矢量法的误差是由于将公共耦合点的谐波电流近似等效为用户侧谐波电流引起的,根据误差分析,提出基于二阶盲辨识的系统谐波阻抗估计方法。首先分离测量得到的谐波电压和电流信号为快速变化部分和缓慢变化部分。根据系统侧和用户侧谐波电流快速变化部分近似独立性的性质,对公共耦合点的谐波电流和电压快速变化部分进行二阶盲辨识计算,得到4个独立信号;根据公共耦合点的谐波电流近似等于用户侧谐波电流,即具有较大的相关系数,计算独立信号与公共耦合点谐波电流之间的相关系数,根据相关系数的大小判断4个独立信号中的用户谐波电流实虚部;最后,根据随机矢量协方差为零的性质,计算得到系统谐波阻抗值。通过仿真计算表明,文中方法有效的提高了随机独立矢量法的计算精度,具有较高的准确性。     

谐波阻抗变化对公共耦合点处谐波贡献量的影响

正确估计电网和用户在公共连接点产生的谐波贡献量,是检测和治理谐波污染的关键。现有的一些方法忽略了由于系统谐波阻抗的变化而引起的用户谐波注入的变化。分析了谐波阻抗变化对公共耦合点（point of common coupling,PCC）处谐波含量的影响;分X/R恒定和X/R变动2种情况,建立了MATLAB/Simulink仿真模型,研究谐波阻抗波动对PCC处谐波电流、谐波电压及谐波功率的影响;利用仿真数据和计算结果绘制曲线,得到谐波阻抗对PCC处供电侧和用户侧谐波贡献量的影响规律。结果有助于当谐波阻抗变化引起系统振荡时用户和供电双方责任的划分。     

一种基于谐波阻抗值的谐波源定位算法

为了明确谐波污染责任,提出一种基于谐波阻抗值的谐波源定位方法。以IEC61000-3-6对谐波发射水平的定义为依据,估算出系统侧的谐波阻抗,然后计算用户的谐波电压发射水平,不管三相电压和电流是否对称,该方法都适用;最后,通过一个110 kV的非线性用户系统测试数据验证该方法的准确性,并通过在实验室搭建物理仿真电路验证了谐波源定位算法的可行性。仿真结果表明:该算法能实现精确的谐波源定位,识别扰动来自于电网还是用户,明确划分谐波污染责任。     

基于谐波畸变率正反馈的孤岛检测新方法

孤岛检测是微电网并网运行的必备功能,传统的被动检测方法存在盲区,而主动检测方法对微电网具有破坏性。为实现孤岛无盲区与非破坏性检测,文中提出一种基于电压谐波畸变率正反馈的孤岛检测方法。根据IEEE Std 1547规定的标准对所述方法进行了理论分析和仿真验证,结果表明该方法在电压和频率均处于正常范围的情况下,可快速、有效地检测出孤岛的发生,在电网单相及两相断路情况下仍然有效,且不受伪孤岛问题的影响。实现了非破坏性无盲区孤岛检测。     

Basic Study on Islanding Detection Method for PV Systems by Harmonic Impedance Detection in Case of Including Induction Motor in Load System

It is important that photovoltaic (PV) systems detect islanding caused by power system faults to ensure electrical safety. Thus we propose a novel islanding detection method which detects the harmonic impedance by injecting harmonic currents synchronized with the exciting current harmonics of the pole transformer. For the case in which an induction motor load is included in the load system, basic experiments on islanding detection and simulation analysis are conducted to verify the effectiveness of the proposed method.     

基于谐波电压与基波频率的被动式孤岛检测方法

针对光伏电站独立防孤岛保护装置现有的被动式孤岛检测方法盲区较大,同时频率判据无法区分电网低频与孤岛低频的问题,结合电网实际需求,提出了一种基于并网点谐波电压与基波频率的新型被动式孤岛检测方法。首先,对该方法进行理论分析及防误动措施设计;其次,在孤岛和并网的多种情况下对所述方法进行仿真验证;最后,通过实际发生的孤岛数据验证该方法的有效性。研究表明,该检测方法简单可靠,不仅缩小了检测盲区,而且可区分电网低频和孤岛低频。     

基于非特征频率突变量阻抗的多机集群孤岛检测方法

微电网中多类型电源并存的多机集群复杂工况对传统阻抗式孤岛检测法的应用提出挑战。提出了基于非特征频率突变量阻抗的孤岛检测方法。该方法采用外部集中扰动的方式注入扰动信号,并利用快速傅里叶变换计算公共耦合点处非特征频率突变量阻抗,同时将断路器流经的工频电流与相邻多机集群的非特征频率突变量阻抗作为辅助判据,以实现可靠有效的孤岛检测。通过理论分析与仿真验证可知,本文所提的孤岛检测算法不存在检测盲区,能够可靠应对负荷投切等系统暂态扰动,适应于多类型电源并存的多机集群微电网工况。     

基于阻抗归-化趋势判别的谐波发射水平估计

首先分析利用谐波电压电流自然波动量之比来计算系统谐波阻抗及谐波发射水平的要点及关键问题,理论上分析并证明基于波动量比值实部符号判别的阻抗计算方法(简称"符号判别法")是不完备且有较大局限性的.其样本筛选过程只能排除一部分相角不正确的结果,却剔除了一部分相对误差较小的结果,同时误保留了一些实部为正但误筹较大的结果.从两侧谐波电流波动的随机特性出发,提出一种基于阻抗归一化趋势判别的谐波发射水平估计方法,通过判别阻抗趋势图中的盲区和聚合区,筛选出更有价值的阻抗计算样本点.仿真及实际工程算例验证该方法的准确性和有效性,同时说明了符号判别法的局限性.     

基于电网阻抗测量的新型主动式孤岛检测法

对一种针对单相并网系统的基于电网阻抗测量的主动式孤岛检测方法进行了深入分析。详细阐明了该检测方法的检测盲区,绘制了检测盲区分布图。新型孤岛检测法通过在参考电流相位中加入一个幅值很小的二倍频扰动信号,检测电网阻抗变化实现反孤岛保护。具有实现简单、对电能质量影响小、理论上几乎不存在检测盲区、响应时间短、抗干扰性好、可测量网侧阻抗并可用于多台逆变器并网系统等优点。在并网变换器实验平台上对该方法进行了实验验证,实验结果表明其检测性能优越,满足IEEE929-2000标准。     

基于阻抗辨识的下垂控制并网逆变器孤岛检测方法

为了保障安全及并网电能质量,基于并网逆变器的分布式发电系统需要具备孤岛检测功能。传统孤岛检测方法不适用于下垂控制并网逆变器,而现有适用于下垂控制并网逆变器的孤岛检测方法需要改变下垂特性且存在检测盲区的问题。为了解决上述问题,提出一种基于阻抗辨识的下垂控制并网逆变器孤岛检测方法。该方法在公共耦合点注入电压扰动,通过电压、电流扰动信号辨识阻抗,进而依据阻抗变化判定是否出现孤岛效应。利用谐波扰动注入放大孤岛前后特征量差异,提高检测灵敏性。另外,通过递归离散傅里叶变换提取扰动信号,提高了阻抗辨识的准确度和时效性。实验结果验证了所提方法的有效性。     

基于配电网谐波责任划分的分布式有源滤波系统

随着电力电子装置的广泛应用和多种分布式能源的接入,低压配电网的电能质量问题已日益突出。为改善多馈线型低压配电网公共连接点(PCC)处的电能质量,降低其电压谐波失真,以具有谐波补偿功能的单相光伏并网设备为基本单元,构建了一个分布式有源滤波系统。通过分析低压配电网中各馈线对PCC处电压谐波的责任,对各馈线的谐波补偿任务进行了优化调整。此外,采用基于虚拟谐波阻抗的下垂控制方法,实现了多设备并联时的自主协调,并提出了一种参考PCC处谐波责任的谐波补偿容量分配算法,提升了在输出容量限制情况下分布式有源滤波系统的谐波补偿效果。最后,通过软件对上述模型和控制策略进行了建模与仿真,仿真结果验证了该系统的可行性和有效性。