三相四桥臂动态无功补偿器仿真研究

提出采用三相四桥臂结构的逆变器实现三相四线制系统中的无功补偿。实现方法是:应用瞬时无功功率理论,在三相三线制系统中应用的电流检测法基础上,提取零线电流后用于三相四线制系统,并给出了理论推导和实现方法;再给出利用空间矢量法产生触发脉冲的方法;最后用PSCAD仿真软件搭建了系统仿真图,设计了控制策略,在三相四线制下对容性、感性及整流桥等负载情况进行了无功补偿仿真,仿真结果验证了控制算法的可行性。     

带四线制整流桥负载同步发电机的等效电路模型与小信号模型

带四线制整流桥负载的发电机始终处于非对称运行状态。为了进行系统性能的解析分析,将发电机的d、q轴变量分解为低频和高频分量分别处理,忽略了转子回路对高频电流的电阻及阻尼绕组对低频分量的作用,并在假定交、直轴超瞬态电抗相等的基础上,建立了同步发电机的等效电路模型,通过在稳态运行点线性化处理得到了等效发电机的小信号模型。文中还给出了稳态等效发电机的Park方程、相量图及稳态量的计算方法。分别通过发电机整流桥硬件系统的试验及在PSCAD/EMTDC软件环境下详细模型的仿真验证了等效电路模型,也间接证明了小信号模型的正确性。文中的等效电路模型与小信号模型可分别应用于此类系统的性能分析与小扰动稳定性研究。     

三相四线有源电力滤波器控制算法仿真研究

对三相四线有源电力滤波器控制算法进行研究,在电流检测部分针对三相四线制系统中零线的存在,首先提取出零序电流分量,然后利用三相三线制系统中基于瞬时无功功率理论的ip、iq检测法进行检测,即可实现三相四线制系统中的电流检测;在补偿电流控制部分采用新型的3D-SVPWM技术.在3D-SVPWM技术中,零矢量变为零轴上的正向和负向电压矢量,对逆变器的输出有影响.3D-SVPWM技术合理利用两个零矢量对输出的影响,解决了三相四线制系统中的中线电流问题,实现了对不平衡电流的补偿.文中给出了仿真实验的结果,验证了该方法的正确性,并且达到了较好的补偿效果,有效地提高了电能质量.     

三相四线有源电力滤波器控制算法仿真研究

对三相四线有源电力滤波器控制算法进行研究,在电流检测部分针对三相四线制系统中零线的存在,首先提取出零序电流分量,然后利用三相三线制系统中基于瞬时无功功率理论的ip、iq检测法进行检测,即可实现三相四线制系统中的电流检测;在补偿电流控制部分采用新型的3D SVPWM技术。在3D SVPWM技术中,零矢量变为零轴上的正向和负向电压矢量,对逆变器的输出有影响。3D SVPWM技术合理利用两个零矢量对输出的影响,解决了三相四线制系统中的中线电流问题,实现了对不平衡电流的补偿。文中给出了仿真实验的结果,验证了该方法     

三相四线制并联型电力有源滤波器的算法和参数仿真

针对三相四线制并联型电力有源滤波器的谐波电流检测问题,论证了基于瞬时无功理论的i_p-i_q算法无需改进也可直接应用到三相四线制系统里,给出了推导过程.阐明了基于该方法的滤波原理;给出了主控电路结构;分析了电力有源滤波器主要参数对其整体性能的影响,确定各参数值,并搭建了仿真模型;利用Matlab/SIMULINK对该模型进行了软件仿真分析.仿真结果表明:该有源滤波器对三相四线制系统中不平衡非线性负载产生的谐波具有良好的补偿特性,并且平衡三相负载.     

三相四线制SAPF在不平衡负载下的补偿特性

介绍了三相四线制并联型有源电力滤波器(SAPF)在不平衡负载下谐波的补偿特性.基于瞬时无功功率理论检测谐波电流的方法可检测电流基波正序和负序分量,通过控制使补偿后的电源侧电流三相平衡,其中应用平均值滤波器相比传统低通滤波器(LPF)效率更高.在原理上分析了不平衡负载下的补偿特性,利用Matlab/Simulink进行了仿真,实验室在一台60 kVA的三相四线制SAPF上对不平衡非线性负载进行补偿.仿真和实验结果验证了电流检测方法的正确性和补偿的有效性.     

三相全控整流桥的准动态模型

随着大型同步发电机自并激励磁系统的推广应用,三相全控整流桥做为励磁系统的重要部件,其模型误差对电力系统稳定性数字仿真结果有重要影响。三相全控整流板的传统平均值模型不能反映控制角变化时整流桥的非线性动态电压输出,特别是在电力系统故障,输出电压频繁大幅度调整时,模型误差将被显著放大。该文在计算耗时支出较小的前提下,提出基于仿真步长的电压源-变压器-三相全控整流桥的动态模型;即：先对三相全控整流桥触发脉冲形成环节进行模拟,求出触发时刻,再对应计算出整流桥输出在一个机-电互动仿真步长上的平均值,使其反映整流器开放角,换弧过程和电源电压对整流器输出电压的动态影响,从而消除了模型在这个应用范围内的模型误差。该模型可在一个数字仿真步长上反映整流器开放角由大到小变化时的输出电压纹波以及换弧过程对整流器输出电压的动态影响。该模型耕时少,可以用于电力系统稳定性分析和励磁系统控制方式的研究,以及电力系统稳定器PSS的设计和整定计算验证。     

同步发电机整流负载系统平均模型的研究

对同步发电机带整流负载系统进行分析,给出了发电机d、q轴电压电流与整流桥输出直流侧电压电流间的关系式,利用MATLAB/Simulink建立了发电机整流桥系统平均模型,并与精确仿真模型的运行结果进行了对比。得出结论:平均模型忽略了叠加在系统直流变量平均值上的波动和交流变量上除基波外的其它各高次谐波。它可以较为准确地反映出发电机整流桥系统电压、电流的稳态和动态变化,不仅节省了仿真时间,还可以进一步用来设计系统控制律。     

三相四线制有源电力滤波器的一种新控制方法

提出了一种不对称非线性负载电路的动态补偿原理。运用该补偿原理,构建了三相四线制系统下的仿真模型,进行验证。仿真结果表明,在三相四线制系统中,该控制原理能对不平衡、非线性系统进行动态补偿。采用该控制方法控制已有的有源电力滤波器,测得的电网电流谐波含量明显减小。     

电感输入型三相单管高频整流电路浅析

介绍了一种高功率因数,低谐波含量的高频整流电路,该电路结构交单开关元件与传统的三相二极管整流桥相结合,得到了较好的输入电流波形且功率因数趋于１,文中给出了仿真分析与实验结果。     

一种新型静止无功发生器单周控制仿真研究

静止无功发生器是柔性交流输电系统中重要的电力电子装置,针对控制方案复杂的问题,提出一种单周控制的三相四线制静止无功发生器,它可以有效的解决电力工业三相四线制系统的零线电流、无功功率补偿和三相不平衡问题。具有控制器结构简单、控制精度高、补偿效果好的特点。在建立数学模型的基础上进行了仿真研究,仿真结果证明其能有效地补偿系统谐波、零序和无功电流,从而提高输电线功率因数和传输效率。     

串联型电能质量控制器注入电压的研究

串联型电能质量控制器（SPQC）通过向系统电压中串联一个电压源来调节用户侧电压质量，当系统电压发生电压跌落、浪涌、不平衡现象或电压中含有谐波时，使用SPQC可以获得更高的效率。文中对系统电压不平衡条件下SPQC注入电压的特性进行了研究，提出了优化控制的几个目标。在此基础上对三相三线制和三相四线制非平衡电压跌落的补偿进行了研究，并以三相四线制系统为例，提出了优化补偿电压的算法，仿真结果很好地证明了理论分析的正确性。     

基于单周控制的三电平三相四线制有源电力滤波器

针对电力工业三相四线制系统的零线电流、谐波、无功功率和三相不平衡问题,以及高电压、大容量有源电力滤波器APF(Active Power Filter)控制方案复杂的问题,提出一种单周控制的三电平三相四线制APF,其产生的补偿电流与负载的有害电流分量大小相等、方向相反,从而使得经该APF补偿后,电源电流只含有负载电流的基波有功分量。主电路采用三相三桥臂结构的三电平二极管箝位变换器,既无需升、降压变压器,也无需动态均压电路;控制策略采用单周控制,其兼有调制和控制的双重性,控制器结构简单,具有控制精度高、补偿效果好,滤波器工作于恒定开关频率的特点,适合推广到工业应用。在建立数学模型的基础上进行了仿真研究,仿真结果证明其能有效地补偿系统谐波、零序和无功电流,从而提高输电线功率因数和传输效率。     

三相四臂对逆变电源控制方法的研究

针对三相四臂对逆变电源提出了一种新的控制方法,即在对三相输出电压不平衡机理分析的基础上,通过设计负序、零序控制器,消除了三相四臂对逆变电源中负序和零序分量的影响,从而保证三相相电压在不平衡负载下的对称输出,仿真结果验证了该方法的可行性.     

有功功率测量误差分析

用对称分量分析了三序功率与三相功率间的关系,得出三相功率是同一相序的电压与电流的对称分量函数;三相电路平衡时,用两瓦法能正确测量三相三线电路功率,当三相四线电路不平衡时,用两瓦法测量功率存在误差。     

一种使用无源谐波抑制方法的多脉波整流器

提出一种使用直流侧无源谐波抑制方法的多脉波整流器及其设计方法,该方法采用一组单相整流桥产生环流,调节多脉波整流器的输入线电流。单相整流桥的输入端与平衡电抗器的二次侧相连,其输出端与负载相连,将吸收的谐波能量回馈给负载。分析单相整流桥的几种运行模态,设计平衡电抗器的最佳匝比。所提出的多脉波整流器是一种24脉波整流器,其输入线电流的THD理论上约为7.6%。仿真和实验结果表明,该多脉波整流器输入线电流的THD低于5%。此外,该多脉波整流器具有易于实现且谐波抑制成本低的优点。     

同步发电机-整流器-反电动势负载系统的稳定性分析

建立了同步发电机－整流器－反电动势负载系统的等效电路模型,在此基础上,导出了发电机整流系统的状态方程,求出了系统微变稳定的条件,该稳定条件比现有文献更为精确,并提出了在隐极电机转子上设置交轴短路绕组来解决系统稳定性的措施。     

Third-harmonic modulated power electronics interface withthree-phase utility to provide a regulated DC output and to minimizeline-current harmonics

A novel approach to achieve nearly sinusoidal line current rectification of three-phase utility voltages is presented. The scheme incorporates two step-up DC-DC power converters to modulate the DC-link currents at the third-harmonic frequency. The modulated currents are then circulated through the AC-side of the diode-bridge rectifier, using a zigzag autotransformer, Simulation results for a three-phase, 208 V (line-to-line), 1 kW system are presented. Results from experimental investigations on a laboratory model are included, supporting the concept     

三相电流型整流器的SPWM调制技术研究

根据三相电流型PWM整流器的运行特性,给出了整流器开关函数的定义。并针对三相电流型整流器的高频数学模型,将电压型整流器SPWM调制的二逻辑信号转化为电流型整流器SPWM调制的三逻辑信号,不但实现了电流型整流器交流侧的单位功率因数,而且获得了直流侧的平稳运行,仿真结果及实验波形证实了上述结论。     

基于零序谐波电流注入的三相功率因数校正技术研究

提出一种基于零序电流注入的三相高功率因数校正拓扑电路,采用四芯柱三相变压器实现零序电流注入,控制输入电流,使其瞬时跟踪整流输出电压的正半周和负半周波形,在三相无中线的电源系统中实现了装置输入的高功率因数,抑制了电力电子装置的网侧电流谐波。同时,该文分析了电网电压不对称不影响零序电流注入电路,实验结果也表征了这点。最后,通过对实验装置的测试,给出了实验结果,验证了本文提出的高功率因数校正拓扑电路是正确性的。