发电机定子电流中含有5次谐波的测试与分析

以白城、长春地区部分一次变电所及长山热电厂６￣９号发电机为例，分析了发电机定子电流中含５次谐波电流的真正原因，证明一次变电所５次谐波电压过高的原因与发电机本体结构及励磁系统无关，而是来自系统中的５次谐波电压，且呈线性变化。     

双馈风电机组电网背景谐波运行与谐波抑制策略研究

针对电网背景低次谐波引起的双馈风电机组定子电流畸变、功率及电磁转矩脉动,建立了能够反映电网5、7次谐波电压下双馈发电机的特征谐波模型,揭示了电网背景谐波电压对双馈发电机功率与电磁转矩脉动的影响机理。通过双馈发电机控制目标分析,提出了基于比例-积分-谐振(PIR)调节转子电流内环的双馈发电机双闭环控制策略,有效地消除了双馈风力发电机定子输出电流中的5、7次谐波和电磁转矩脉动。在Matlab/Simulink中建立了1.5 MW双馈风电机组仿真模型,实现了风电机组谐波运行与抑制的全过程仿真。利用电网谐波发生模拟装置,进行了双馈机组谐波运行与抑制现场试验,仿真与现场试验证明了理论分析的正确性与谐波抑制策略的有效性。     

基于谐波阻尼的双馈感应发电机定子谐波电流抑制改进策略

通过建立电网电压谐波下双馈感应发电机(DFIG)的数学模型,分析了电网电压谐波对DFIG性能的影响,以抑制定子电流5次和7次谐波为目标,在转子电流内环采用比例—积分—谐振(PIR)调节器的基础上,引入定子谐波电流闭环控制策略,避免了常规谐波抑制策略转子电流指令计算对发电机参数的依赖。随着定子谐波电流环R调节器增益系数的增大,对定子电流中的谐波抑制越明显,但是抗扰动能力下降,通过引入谐波阻尼控制,在最大限度抑制定子电流谐波的基础上增强了系统的抗扰动能力,提高了系统的鲁棒性,加快了系统的动态响应。并从稳态特性和动态特性角度分析了参数变化对系统的影响。最后通过仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。     

一种基于虚拟同步发电机的电流谐波抑制方法

虚拟同步发电机(VSG)可以实现分布式发电系统友好接入电网,然而在实际运行中,电网电压往往含有低次谐波,导致VSG并网电流产生同次谐波,从而恶化并网电能质量。为此,该文通过重塑电网电压谐波频率处的导纳实现对并网电流谐波的抑制。首先建立了VSG的导纳模型,分析了电网电压谐波影响VSG并网电流质量的原因。基于所建立的VSG导纳模型,提出了一种基于陷波器的电网电压前馈控制策略,并推导出电网电压前馈函数的表达式;针对电网电压前馈函数包含微分项且在基频处增益过大会导致过调制的特点,采用谐波频率处部分前馈的方法。最后通过仿真和实验证明了所提控制策略的正确性和有效性。     

六相永磁同步发电机系统的零序电流抑制策略

针对共直流母线开绕组永磁同步发电机(OW-PMSG)系统在传统空间矢量调制策略下存在的零序电流干扰不足,通过分析共直流母线开绕组电机系统中零序电流产生原因,提出一种应用于六相OW-PMSG系统的零序电流抑制的控制策略。为有效抑制零序电流,引入比例谐振控制器控制变流器产生共模电压,以抵消反电动势三次谐波分量。为有效抑制由定子结构带来的5次、7次谐波,重新选择矢量,并按照计算出的比例关系分配矢量作用时间。对比分析传统最大四矢量控制策略和改进的零序电流抑制策略的仿真结果,验证了该方案的可行性。     

基于下垂并网的双馈风力发电机谐波电压抑制策略

在双馈感应发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)基于电压源输出并入弱电网的条件下,针对系统中含有非线性负载的情况,提出一种改善公共连接点(point of common coupling,PCC)谐波电压的方法。首先建立双馈发电机基于电压源下垂并网输出的功率小信号模型。然后根据模型建立谐波源到输出电压的传递函数。以抑制并网点电压的5次和7次谐波为目标,在转子电流内环采用比例积分控制器的基础上,利用准谐振调节器直接提取并网点电压的谐波分量,引入比例前馈补偿,有效降低并网点谐波电压含量和输出功率脉动。最后通过实验验证所提控制策略的有效性。     

微机人工二次谐波发电机定子单相接地保护

本文提出在发电机中性点消弧线圈（或配电变压器）的二次线圈中加入人工二次谐波电流，通过检测二次谐波电压与二次谐波电流间相位差，与基波零序电压保护一起可构成１００％定子单相接地保护     

适用于缓解双馈感应发电机电磁转矩脉动的新型矢量控制

针对电网电压谐波含量要求,提出一种基于矢量控制的定子电流谐波抑制拓扑结构,重点解决双馈异步发电机DFIG(doubly-fed induction generator)电磁转矩的脉动问题。所提控制器即谐波矢量控制HVC(harmonic vector control),能够抑制电流谐波。电网电压5、7、11、13次谐波分量,由于定子串联阻抗低,导致发电机电流谐波分量为同次,且相对振幅较高,因此,HVC已被测试用于此类电流谐波成分的控制,不需要谐波滤波器来估计定子电流的谐波含量。最后,经过仿真和实验分析,证明了所提控制的适用性和有效性。研究结果表明,该控制器的稳态误差接近于0,此外,HVC可作为DFIG中的谐波滤波器,并可根据应用要求选择谐波。     

关于定子接地保护的几个问题

以几次事故为例说明,用“允许接地电流”来决定定子接地保护投运方式是不合理的。对于双水内冷发电机及没有匝间保护的大,中型发电机,其定子接地保护应用跳闸,３次谐波电压型接地保护动作可靠性低的原因是：调整不当,工作环境条件差,回路及继电器本身有缺陷,为提高其动作可靠性,应掌握机遇机端３次谐波电压和中性点３次谐波电压的变化规律,改善环境,并及时更换不良的３次谐波电压型保护,发电机中性点经配电变压器接地,降     

不平衡且谐波畸变电网电压下双馈风电系统控制策略

针对并网点电压不平衡且同时含有5次、7次谐波电压的电网条件,文中利用串联网侧变换器和并联网侧变换器的协调控制以及正向同步旋转轴系下的比例积分—双频谐振(PI-DFR)控制器,提出了基于串联网侧变换器的双馈风电系统在不平衡且谐波畸变电网电压下的改进控制策略;在实现了定转子电流平衡无畸变、发电机输出功率和电磁转矩无波动的同时,亦消除了系统输出有功功率的2倍和6倍频波动。此外,还提出了考虑并联网侧变换器电流容量时参考电流指令在其电流最大值下的分配原则及分配后的参考电流指令。对一台2MW基于串联网侧变换器的双馈风电系统在不平衡且谐波畸变电网电压下的仿真分析,验证了所提控制策略及并联网侧变换器参考电流指令分配原则的正确性。     

千兆瓦静态励磁发电机高频轴电流调谐滤波器研究北大核心

在大型发电机广泛应用的静态励磁系统晶闸管换相引发幅值较高的高频轴电压脉冲,使得轴电压成为影响大型发电机安全可靠运行的主要问题之一。文章在现场实测1 000 MW发电机轴电压的基础上,建立了基于Matlab Simulink Power System的大型静态励磁发电机轴电压仿真模型,分析得出静态励磁系统输出共模电压基频及其奇次高频谐波轴电压应为大型汽轮发电机轴电压的防治重点,研究提出了一种选择滤除千兆瓦静态励磁发电机高频轴电流的调谐滤波器,仿真表明该滤波器对所选择的高频轴电流滤除效果良好。     

发电机定子接地保护分析及改进措施

从分析发电机定子绕组单相接地时发电机电压系统基波零序电压及三次谐波电压特点入手,分别对零序电压及三次谐波电压构成的发电机定子单相接地保护原理进行了分析探讨,同时根据现场及相关反事故措施要求,提出了提高发电机定子接地保护动作可靠性的措施.     

千兆瓦静态励磁发电机高频轴电流调谐滤波器研究

在大型发电机广泛应用的静态励磁系统晶闸管换相引发幅值较高的高频轴电压脉冲,使得轴电压成为影响大型发电机安全可靠运行的主要问题之一。文章在现场实测1 000 MW发电机轴电压的基础上,建立了基于Matlab Simulink Power System的大型静态励磁发电机轴电压仿真模型,分析得出静态励磁系统输出共模电压基频及其奇次高频谐波轴电压应为大型汽轮发电机轴电压的防治重点,研究提出了一种选择滤除千兆瓦静态励磁发电机高频轴电流的调谐滤波器,仿真表明该滤波器对所选择的高频轴电流滤除效果良好。     

有源电力滤波器在分布式发电系统中的应用

提出了利用现有的设备(软启动逆变器)来抑制分布式发电系统中微型燃气轮发电机谐波电流的方法,并详细给出其拓扑结构,谐波电流检测方法及滞环控制策略.仿真结果表明:所设计的拓扑结构和采用的控制方法是可行的,完全消除了5次和7次谐波电流.     

有源电力滤波器在分布式发电系统中的应用

提出了利用现有的设备(软启动逆变器)来抑制分布式发电系统中微型燃气轮发电机谐波电流的方法,并详细给出其拓扑结构,谐波电流检测方法及滞环控制策略。仿真结果表明:所设计的拓扑结构和采用的控制方法是可行的,完全消除了5次和7次谐波电流。     

基于电压注入的高速永磁电机谐波电流抑制方法

针对高速永磁同步电机在运行过程中相电流谐波含量高这一问题,提出了一种基于电压注入的高速永磁同步电机谐波抑制方法。在考虑存在谐波电流的前提下建立了高速永磁电机数学模型,采用闭环谐波电流检测方法,提取5次和7次谐波电流,根据电机谐波数学模型计算谐波电压补偿量,在传统的双闭环系统上设计增加了谐波电流反馈环和谐波电压补偿环,通过注入谐波电压的方式来抑制高速永磁电机运行时相电流中的谐波分量。仿真和实验结果表明,基于电压注入的高速永磁同步电机谐波电流抑制方法可以有效抑制电机相电流中的谐波,验证了该方法的有效性。该方法易于实现,适应性强。     

单相SVG三次谐波电流产生及抑制研究

单相SVG运行时,其直流侧电压中存在二次谐波,二次谐波电压经过调制后会产生三次谐波电压,从而使SVG输出电流中含有三次谐波,三次谐波电流会对电网造成污染,增大逆变器的容量。文章在分析单相SVG输出电流中三次谐波电流产生原因的基础上,提出在电压控制环中加入带阻滤波器来抑制三次谐波电流的措施,建立了仿真模型,并对仿真结果进行比较,分析了带阻滤波器对直流侧电压控制的影响,表明方案对输出的三次谐波电流有较强的抑制作用。     

不同出力下双馈风力发电机谐波特性

针对双馈风力发电机谐波与风机出力的关联特性,依据IEC标准对实际双馈风力发电机不同出力下的谐波电流进行测量,基于PSCAD/EMTDC软件平台构建含双馈风力发电机的电路模型,获得不同出力下双馈风力发电机各次谐波电流。为便于直观分析谐波电流特性,引入谐波电流含有量的概念,用于反映谐波电流与双馈风力发电机出力之间的关系。试验及仿真结果表明:在风机较低出力下,谐波电流含有量较低,而5次谐波电流较高;随着风机输出功率的增加,谐波电流含有量也不断增加。当风机输出功率增加至额定功率的50%时,输出谐波电流含有量基本不变,且额定工况下风机电流谐波含有量较高,其中以5次、7次谐波电流为主。不同出力下的风机谐波特性研究可为治理并网造成的谐波污染提供一定的参考价值。     

并联式绕组开放式永磁同步发电机系统改进电流控制策略

为解决传统永磁同步发电机系统存在的输出电压调节困难和适应转速范围窄的问题,针对一种新型的并联式绕组开放式永磁发电机系统中固有的零序电流和谐波问题,在分析并联式绕组开放式发电系统工作原理与零序电流产生机理的基础上,提出一种改进型电流控制策略,该方法在传统PI控制策略的基础上,增加对发电系统中整流桥侧的偏置电压的补偿量,抑制PI调节器输出的波动,实现电流谐波的抑制。最后,通过仿真和实验分析验证了该文提出的改进型电流控制策略与传统电流控制策略相比具有优良的控制性能。     

电网谐波条件下双馈感应风电系统改进控制

为提高电网谐波条件下双馈感应发电机DFIG(doubly-fed induction generator)的安全稳定运行性能及系统并网电能质量,利用基于串联网侧变换器的双馈风电系统具有定子机端电压灵活可控的特性,在对含有5、7次谐波电网电压条件下该系统运行行为分析的基础上提出了电网谐波条件下适用于该系统的改进控制策略;在实现发电机电流无畸变,且其输出功率、电磁转矩无波动的同时,亦可实现系统输出功率无6倍频波动或输出电流无畸变2种可选的运行功能;最后,对1台2 MW基于串联网侧变换器的DFIG系统在电网谐波条件下的仿真分析,验证了所提改进控制策略的有效性。