柔性装置电感纹波电流量化及损耗计算方法

提出一种柔性直流装置基于三电平LCL滤波器的电感设计、电感纹波电流量化及损耗计算方法。三电平柔性直流并网转换装置适应于高压大功率场合,相比L型滤波器,LCL滤波器具有高频阻带性能好、低频补偿能力强等优点,能有效减小体积并降低损耗。为了使柔性直流输电装置满足性能要求,尤其满足热设计,热平衡的要求,需要设计合适的滤波电感,准确地计算损耗以方便进行热仿真及散热设计。根据柔性直流输电装置电路拓扑与开关调制方式的分析,借鉴已有相关文献资料,设计出一种柔性直流输电三电平LCL电感纹波电流量化及损耗计算方法。在此基础上设计一款100 kW柔性直流输电装置,理论与实际验证,证明该方法的有效性及准确性。     

交流斩波型无功补偿器的输入滤波器设计

为了使交流斩波型无功补偿器输出正弦的无功补偿电流,针对交流斩波器谐波次数较高的特点,采用二阶LC滤波器达到滤除高次谐波的目的。提出1种交流斩波电路输入滤波器的改进设计方法,根据系统的无功功率补偿等级,确定电容器参数,从无功补偿能力和补偿电流THD 2个角度,设计电感参数,与通过LC滤波器截止频率确定的补偿范围取交集限定LC参数,使滤波器兼顾无功补偿和滤除高频谐波的能力。仿真和实验结果验证了该优化方法的可行性和有效性。     

基于SVG+PPF的无功谐波综合补偿方法研究

提出了一种将有源补偿与无源补偿技术相结合的混合型并联补偿方案.方案将静止无功发生器(SVG)与无源滤波器(PPF)相结合,通过与系统负载侧母线并联,最终在实现动态平滑调节无功的同时滤除了系统中的谐波电流和谐波电压.还给出了总补偿容量的计算方法、SVG补偿容量的确定方法和PPF滤波支路的设计方法.仿真结果证明了方案能在实现补偿无功的同时完成谐波治理,可以有效解决电力系统中无功和谐波问题,具有良好的工程实用价值.     

实现同相补偿的三相变流器输出滤波器LCL参数设计

针对同相供电系统中存在高次谐波问题,提出以电网侧电流谐波畸变率(Total Harmonic Distortion,THD)最小为目标的输出滤波器LCL参数设计方法。首先从机车电流、网侧电感、同相补偿装置(Co-phase Compensation Device,CPD)输出电流整体角度出发,推导电网侧谐波畸变率THD和CPD谐波衰减比RAF (Ripple Attenuation Factor)与网侧电感、LCL电容、LCL总电感、LCL总电感分配比之间的关系。其次以CPD补偿电流满足快速跟踪性、开关纹波电流满足抑制要求、LCL基波无功损耗满足限制条件来确定参数取值范围。THD最小为目标函数,RAF为约束,应用分割矩形算法(Dividing Rectangle Algorithm,DIRECT)进行求解,得到THD值最小时LCL滤波器的参数值。最后利用MATLAB/simulink仿真验证参数设计的正确性。     

两电平静止无功发生器连接电感计算方法研究

连接电感作为静止无功发生器的关键设备,具有存储能量并双向馈送、调节输出电流相位、抑制高次谐波电流等作用,不仅影响静止无功发生器(SVG)的动、静态响应,而且还制约着SVG的输出功率、功率因数以及直流侧电压.目前SVG连接电感的参数选择是从谐波特性和经济性的角度,取其电感标幺值为0.2～0.5,没有实际的理论计算依据.从SVG无功输出容量和SPWM调制比的角度出发,推导出了连接电感的上限值,再综合满足谐波抑制指标时的电感下限值,给出了一种SVG连接电感的设计方法.通过仿真验证了采用本方法设计的连接电感值是正确合理的.     

三电平逆变器电流纹波分析和LCL滤波器设计

分析三电平逆变器并网运行时的电流瞬态过程,求得纹波电流的最大脉动。分析了LCL滤波器的滤波原理,证明在相同的滤波效果下,LCL滤波器的总电感约为L滤波器电感的1/3。根据功率条件和纹波抑制要求,确定L型滤波器的电感量,从而确定LCL型滤波器的总电感。在满足滤波要求前提下,使桥臂电流谐波含量尽可能低,从而确定电感比和滤波电容。仿真和实验证明了所提设计方法的可行性。     

大容量400Hz逆变器输出LC滤波器设计和低次谐波抑制

为了有效抑制大容量中频400Hz/115V逆变器输出电压中的谐波,推导了两级级联H桥载波移相正弦脉宽调制(SPWM)时输出电压波形的数学表达式,可准确得到逆变桥开环状态下输出电压的基波和各次谐波含量,为输出滤波器的设计提供了理论依据。同时考虑滤波电感上的基波压降、电感电流纹波以及无功容量等因素,提出了LC滤波器的设计方法。另外,通过在逆变器外环和内环分别采用基波谐振控制和3、5、7次谐振控制,不仅可以消除稳态误差,还可以补偿3、5、7次谐波。通过仿真和实验证明了理论分析的正确性。     

SVG用于单相负荷电能质量综合治理时相电流指令的计算

针对三角形级联静止无功发生器(SVG)用于单相负荷电能质量综合治理时指令电流的计算方案进行了研究。将指令电流分为基波电流指令和谐波电流指令两部分。其中,基波电流指令的计算采用基于电纳补偿原理的Steinmetzs理论,谐波电流指令的计算可采用单相谐波全补偿策略、以环流等于0为约束原则的谐波补偿策略、谐波均分补偿策略这3种谐波电流补偿策略,并从SVG每相电流有效值、SVG中开关器件的通态损耗、SVG中开关器件的电流容量3个角度对比了3种谐波补偿策略。在PSCAD中建立了低电压七电平SVG的仿真模型,并搭建了低压实验样机,分别通过仿真和实验验证了所述指令电流计算方案的正确性。     

有源滤波型中压静止无功发生器控制系统的研制

有源滤波型静止无功发生器是静止无功发生器基本功能与有源滤波器的谐波补偿功能相结合的先进电力电子装置.本文针对有源滤波型中压静止无功发生器(SVG)的技术特点要求,采用全数字的直接电流控制方法,从控制原理、指令电流检测算法、软硬件设计几个方面阐述了有源滤波型中压SVG控制系统的研制过程.通过MATLAB仿真研究验证了所提出的各种补偿功能下的控制方法,并证实了该控制系统的快速性和有效性,以及有源滤波型中压SVG的良好补偿性能.     

配电网STATCOM输出LCL滤波器特性分析及参数设计

配电网STATCOM(D-STATCOM)输出滤波器参数的选择影响到开关谐波的滤除和系统的工作性能。本文主要从电感基波压降、STATCOM无功调节能力、开关谐波电流衰减度、滤波器谐振频率等方面分析了LCL滤波器的特性,提出基于这些条件的滤波器参数设计方法。另外,本文在滤波器阻尼电阻上并联一个小电感,大大减小了滤波器的功率损耗。通过仿真验证,表明所设计LCL滤波器参数具有很好的滤波效果,同时滤波器具有较大的通带宽度,使得D-STATCOM具有一定的谐波补偿能力。     

大型并网风电场和光伏电站内动态无功补偿的应用技术分析

为了研究并网风电场和光伏电站内应用全容量SVG(Static Var Generator)动态无功补偿的必要性和特别要求,重点从调节特性与响应速度等性能指标对比研究了SVC(Static Var Compensator)和SVG两种型式的动态无功补偿装置。针对甘肃已并网多个新能源项目,分析了大型风电场升压站在无功配置方案和无功补偿设备运行方面存在的误区和一些细节问题,并结合典型事故进一步分析了电网故障情况下SVG对系统无功和电压的支撑作用。同时,研究了集中并网光伏电站内SVG的选型和典型电气接线方案以及SVG在实际工程应用中的常见故障问题,对类似工程具有指导意义。     

牵引变电所电能质量混合动态治理技术

为解决牵引变电所功率因数低,谐波含量及负序含量大的问题,结合有源和无源的优势,提出一种由多级大容量的晶闸管投切电容器和一台小容量静止无功发生器构成的低成本混合动态补偿系统:前者根据负载对无功功率进行分级补偿,后者对前者补偿差进行补偿,两者以2倍变比配置实现有源容量最小化。通过控制牵引所2个臂的无功功率以减少系统负序电流;同时根据静止无功发生器发出的无功功率,进行载波变频控制,提高对谐波的抑制效果。将该系统投入运行,对比分析投入前后电能质量参数,验证了所提方法的可行性和有效性。     

N+1混合无功补偿系统的研究

提出了一种采用N组电容器和1台静止无功补偿器构成的N+1混合无功补偿系统,电容器组采用2进制编码。给出了2进编码电容器组的投切策略和基于瞬时无功功率理论的静止无功补偿器的控制方法。与传统的电容器无功补偿结构相比,该混合补偿结构可实现连续无功补偿;与单独的静止无功补偿器相比,可大大降低成本。无功补偿案例的仿真结果验证了上述系统和方案的正确性和有效性。     

应用于复杂工况的输出电流自锁相SVG控制策略

静止无功发生器SVG（static var generator）的无功调节功能依赖其网相位跟随能力,因此受锁相环节影响较大。当电网存在背景谐波、不对称运行等复杂工况时,基于系统电压锁相的方式需要设计正/负序提取、谐波提取等辅助环节,增加了系统的复杂度与非线性。基于此,提出了一种基于输出电流自锁相的SVG控制策略,在不添加辅助环节的前提下提高了SVG在复杂工况下的适应能力。首先,对SVG的控制策略与锁相方式进行了阐述,分析了不同工况下SVG的输出特性。然后,详细解释了所提自锁相方法的工作机理,论证了电流自锁相具备较好的环境适应能力,并通过Bode图分析验证了所提策略具备良好的响应特性。最后,通过实验验证了理论分析的正确性。     

基于T型三电平变换器的SVG仿真研究

静止无功发生器(SVG)能够显著地抑制和达到实时补偿效果.对于这一优势,采取基于T型三电平变流器拓扑结构的SVG作为研究对象,通过分析获得了系统模型,是一种存在耦合项的模型;因此为了实现解耦控制,提出了一种新型的状态反馈式补偿器,使得SVG输出电流能够稳态无误差地跟踪期望信号.同时也通过相应的控制实现了直流侧电容电压的均衡与稳定.最后在仿真软件MATLAB软件中进行了验证,为三相三电平SVG的研究与发展提供了基本保障和良好的平台.     

静止无功补偿发生器在变电站的运行分析

静止无功补偿发生器(SVG)既可以动态补偿无功,又可补偿谐波电流,改善电能质量,是变电站谐波污染治理的理想选择。根据对实际投运情况的分析,探讨了SVG与其他无功补偿和谐波滤波装置的组合方式。     

弱电网下采用SVC与SVG补偿后新能源并网变换器的功率传输特性分析

在大规模新能源集中接入电网时,因弱电网线路的无功消耗会导致新能源并网点电压下降。为保证新能源的有效送出,在新能源并网点会集中接入SVC/SVG等无功补偿装置。然而,无功补偿对新能源并网变换器在弱电网条件下功率传输能力的提升力度及关键影响因素尚不明确。该文以新能源并网变换器为研究对象,首先分析它在不考虑无功补偿条件下并入弱电网时的功率传输特性,并重点探讨其极限输出功率的形成机理及其关键影响因素;其次,分析所接入的2种典型无功补偿装置(静止无功补偿器(static var compensator,SVC)和静止无功发生器(static var generator,SVG))的工作机理,研究考虑无功补偿后新能源并网变换器的功率传输特性,并分析其极限输出功率与短路比、无功补偿装置容量、无功补偿装置类型的约束关系;最后,通过MATLAB/Simulink仿真验证论文理论分析的正确性。     

基于SVG动态损耗模型的变电站无功补偿设备协同经济运行策略

当前静止无功补偿器(static var generator, SVG)设备损耗参数仅标注额定功率下的稳态损耗,难以在不同运行状态下实现损耗的动态精细化管理。针对变电站无功补偿设备运行损耗过大的问题,在SVG动态运行损耗模型的基础上,提出一种考虑静止无功补偿装置(static var compensator, SVC)损耗特征的协同经济运行策略,以提升变电站无功补偿设备的运行经济性。首先,对SVG动态运行损耗模型和SVC模型进行分析。然后,提出多台SVG协同经济运行的最优投运台数判据和实时功率分摊准则。最后,提出无功功率完全补偿和考虑无功补偿价值的变电站无功补偿设备协同经济运行策略。通过搭建Simulink仿真系统,验证了所提协同经济运行策略的有效性。     

双馈风电场新型无功补偿与电压控制方案

为均衡双馈感应发电机感性和容性无功调节能力,改善电压稳定性,提出双馈风电场并联无功补偿方案:在各机组机端装设电容器,其电容值为双馈感应发电机定子电感的倒数;同时在主变的低压侧装设静止无功补偿器(static varcompensator,SVC)进行集中补偿。在此基础上,设计电压协调控制方案:稳态时通过三层无功分配策略充分发挥双馈风电机组无功调节能力,减小风电场内有功损耗;电网故障时则结合送出线路纵联差动保护控制SVC的等效电纳,避免保护动作时发生电压过冲的现象,同时改变机组内部无功分配以提高双馈风电机组故障穿越能力。最后以实际算例仿真表明上述无功补偿与电压控制方案的可行性和有效性。     

电网无功量的微机检测

在无功补偿等应用中,需要检测出电网的无功量.本文阐述了无功电流幅值、无功功率、瞬时无功电流微机检测的原理与方法,并给出了微机检测的原理电路.它们有不同的应用场合,无功电流幅值和无功功率的检测适用于静止无功补偿装置(SVC)等方面,基于瞬时无功功率理论的瞬时无功电流检测适应于静止无功发生器(SVG)、有源电力滤波器(APF)等要求更高的应用场合.