动态电压恢复器的无迹卡尔曼滤波检测方法

针对三相三线制系统中动态电压恢复器的信号提取问题,提出了无迹卡尔曼滤波结合数学形态滤波的电压暂降检测方法。在αβ坐标系下建立含电压稳态量和补偿量的基波分量非线性状态空间模型,通过无迹卡尔曼滤波构建状态空间方程,对电压输入信号采用数学形态滤波进行消噪预处理。所提方法实现了对电压稳态量的估计、补偿量的提取及暂降电压正序、负序分量幅值和相位的解耦检测,在动态响应速度及检测可靠性方面具有优越性。仿真结果验证了所提检测方法的正确性和有效性。     

基于改进S变换的电压暂降起止时刻检测

电压暂降起止时刻是重要的暂降特征量,在分析改进S变换基础上提出一种改进S变换基频幅值向量和基频差分平方向量相结合的暂降检测方法。首先通过改进S变换基频幅值向量判断信号是否发生暂降,再利用改进S变换基频差分平方向量检测暂降信号起止时刻,最后依据基频幅值向量和暂降起止时刻的检测误差曲线来确定改进S变换高斯窗宽调节因子,达到更优时频分辨率。所提方法能更准确地检测发生在不同持续时间、不同波形点和不同幅值深度的暂降所对应的起止时刻。仿真和实测结果验证了方法的有效性。     

一种改进的三相不平衡电压暂降检测算法

目前电压暂降成为了影响电能质量的主要因素,对电网电压进行快速且准确地检测是进行电压暂降治理的前提。文中针对三相不平衡电压暂降,依据对称分量原理提出了一种改进的三相不平衡电压暂降的检测算法。该算法在双dq变换的基础上,首先将所检测的电压信号进行正序负序坐标变换,而后通过三个连续的采样点对坐标变换后dq坐标系下的正序、负序分量中的直流成分进行快速提取,继而通过幅值与相位的计算可分别求得电压正序、负序电压的幅值与相位。最后,MATLAB/Simulink仿真结果验证了该方法的先进性与有效性。     

基于幅值的电压暂降特征量检测方法

分析了现有的电压暂降检测方法,提出了基于幅值的电压暂降特征量检测新方法。该方法通过低通滤波器、根锁相和开平方等环节可快速推导出暂降基波电压的幅值,然后根据暂降基波电压幅值快速推导出相位跳变角。与DVR装置中广泛采用的瞬时电压dq分解法比较,该方法的延时明显减少,可以对电压暂降的特征量进行迅速、准确判断。MATLAB仿真结果证明了该方法的有效性。     

一种改进的电压暂降检测方法

电压暂降是最严重的电能质量问题之一,补偿电压暂降能够带来巨大的经济效益,而实现电压暂降特征量的快速、准确检测是电压暂降补偿的前提.本文对现有的电压暂降特征量检测方法进行了全面的研究后,提出一种改进的电压暂降检测方法.该方法利用求导来代替αβ变换方法中的相位延迟算法,不但克服了αβ变换方法中相位延迟算法所造成的短时扰动现象,提高了检测精度,而且还明显加快了检测速度,提高了算法的实时性,从而实现了电压暂降特征量的快速、准确检测.仿真结果证明了该方法的有效性,有望用于DVR补偿装置.     

基于最优组合赋权改进S变换的电压暂降检测方法

电压暂降是电能质量问题的一种,为了能更准确快速地对电压暂降进行检测分析,文章提出了一种基于改进S变换的电压暂降信号检测方法,利用基频幅值差分平方向量检测电压暂降信号的起止时刻,通过定义起止时刻误差、暂降深度误差、局部标准差、峰度和能量五个指标得到其与改进S变换高斯窗调节因子的关系曲线,应用最优组合赋权法对该五项指标进行赋权,从而得到S变换的最优参数。仿真结果表明,通过文中提出的方法易于得到基频幅值差分平方向量曲线以及突变点曲线,从而更准确地定位暂降发生的起止时刻;相位跳变曲线能够更好地反映电压暂降的相位跳变情况;基频幅值曲线能够更准确地检测出电压暂降的暂降深度;时间幅值平方和均值曲线能更精确地反映电压暂降发生的起止位置。     

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。     

基于包含谐波模型的加权最小二乘估计算法的电压暂降检测方法

针对动态电压恢复器需要以较快的速度检测出电网电压暂降,提出一种基于对电网电压建立谐波模型的加权最小二乘估计算法的电压暂降检测方法.通过重置协方差,在电网电压的谐波分量较高时该算法也能准确快速地判断出电压暂降.由于建立了谐波模型,稳态误差不会包含大量谐波分量,因此重置协方差的阈值可以设置得较小,使得该算法能够较快地检测出深度较小的电压暂降.通过设置不同的实验条件,验证了该算法具有良好的检测性能.     

考虑补偿策略的动态电压恢复器补偿量检测方法

电压补偿量的检测是影响动态电压恢复器(DVR)实时性和补偿精度的关键环节。为了进一步提高DVR的补偿性能,针对用户对补偿策略选取的不同,通过引入目标电压函数,提出改进d-q变换法对电压补偿量进行检测。该方法考虑到电压相位跳变、衰减直流分量、谐波和三相不对称等复杂情况的存在,可以对系统电压跌落的起止时刻、跌落幅值和相位跳变角实时检测,并结合补偿策略直接检测出需要的电压补偿量。通过仿真分析对所提方法的正确性及应用于DVR中的有效性进行了验证。     

一种用于检测电压暂降的新方法

电压暂降问题严重影响电网的电能质量,对于此类问题的解决方案还未能同时兼顾实时性与准确性。故本文将通过PSCAD分析比较多种电压暂降检测的方法,并在单相电路瞬时电压dq0坐标变换检测法的基础上,将变换坐标并延迟60°,提出一种新的单相dq坐标变换检测法。最后采用PSCAD仿真三相电力系统发生单相接地的故障工况,分别采用快速傅里叶电压暂降检测法、单相电路瞬时电压dq0坐标变换检测法与新的单相dq坐标变换检测法进行电压暂降检测,从而对比分析得到新的方法检测的优越性。该检测方法为电压暂降的检测提供了新的思路和新的手段。     

新型动态电压凹陷校正器研究

提出一种基于串并联的动态电压凹陷校正器(DVSC)补偿三相电力系统电压凹陷或隆起新方法,该方法较现有动态电压调节器(DVR)及配电静态补偿器(D-STATCOM)能在大幅降低成本的同时有效地提供保护。该方案基于电压升压变换电路,能够通过升压或降压快速校正电压,其主要特点是具有最小能量储存的单阶功率变换电路。介绍了新型电压控制拓扑、晶闸管旁路开关的交换逻辑。仿真和实验结果证明了该方法的有效性。     

电力系统中的电压瞬间跌落

电力市场的发展把电压瞬间跌落作为电能质量的重要指标提出更加严格的限制。给出了电压瞬间跌落的基本概念、描述特征及其统计计算的基本方法,分析了电压瞬间跌落的概率分布、对电力系统和电力用户的巨大危害,最后提出限制和减少电压瞬间跌落的措施。     

风力发电用电压跌落发生器研究综述

为测试风力发电系统的低电压穿越能力,需要专门的电压跌落模拟装置。鉴于此,对国内外现有风力发电用电压跌落发生器(VSG)的研究进行了详细的总结,论述了3种形式的VSG实现方法,阻抗形式VSG通过在主电路中并联或串联阻抗模拟电压跌落,变压器形式VSG以变压器组合或中心抽头变压器切换方式模拟电压跌落,电力电子变换形式VSG使用半导体功率器件模拟各种电压跌落类型,功能强大;并对各种方法的工作原理和实现方法进行了分析,对各自的优缺点进行了对比。变压器形式VSG具有结构简单、可靠性高和成本较低的优势,目前使用较多,电力电子变换形式的VSG因其体积小、便于携带和强大的功能,将会得到越来越多的应用。     

Proposal of voltage transient sag compensator with controlled gradational voltage

This paper presents a new concept for a voltage transient sag compensator and the experimental result of its 400‐V‐class compensator. This compensator is composed of the series connection of some inverter units with gradational output voltages. Because each output voltage is different by 2ⁿ times, an approximate sinusoidal voltage is generated by controlling operation of each inverter and compensates voltage sag of the power line. The compensator can be directly installed in a power line without an insertion transformer and a large filter, and thus it is expected to be a compact and economical system. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 154(3): 65–72, 2006; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20289     

电压跌落检测的仿真研究

电压跌落是电能指标中的一项重要因素。电能质量的优劣对电网和电气设备的安全、经济运行,保证产品质量和科学实验以及人民生活和生产的正常进行均具有十分重要的意义,直接关系到国民经济的总体利益。而论文研究了电压跌落的产生原因,并阐述了其检测和动态补偿技术,通过Matlab中的simulink进行仿真,从而验证了该种方案的有效性。     

一种基于锁相环的电压凹陷特征量检测方法研究

提出了一种基于某改进锁相环的电压凹陷特征量检测方法,可较简单地实现电压凹陷3大特征量(起止时刻、电压幅值、相位跳变)的有效检测。该锁相环为一闭环的相位反馈控制系统,能实时跟踪输入的基波瞬时相位和瞬时幅值。然后由瞬时幅值可检测出电压的幅值下跌以及对应的起始时刻、结束时刻,而根据瞬时相位则可得到相位跳变,从而实现起止时刻、下降幅值、相位跳变等3大电压凹陷特征量的检测。该法结果直观、实时性较好,且内部完成相位自适应跟踪,不需要另外的系统频率测量,实现简单。仿真结果证明了方法的有效性。     

基于电压持续曲线的多次电压暂降严重程度评估方法

为了衡量电压暂降对用电设备的影响和指导电压暂降补偿方案的设计,须评估电压暂降对负荷影响的严重程度。分析了多次电压暂降在时间尺度上的集聚效应,针对用电设备修复时间内的多次非规则电压暂降,将其电压时序曲线转换为电压持续曲线,定义了多次电压暂降的平均越限持续时间差和越限率;对比了多种常规严重度指标的优劣,将电压暂降经历的多个持续时间区间敏感度相叠加,构建更加精细的改进电压暂降严重度指标,与多次电压暂降的电压持续曲线结合,形成多次电压暂降严重度评估方法。某110 k V变电站和IEEE1159.2测试数据的仿真结果验证了所提方法的正确性。     

不对称故障下考虑电压跌落程度的新能源逆变器控制策略

电网发生不对称故障会影响新能源并网系统可靠运行,严重情况下还会存在切机风险。针对上述问题,提出一种不对称故障下考虑电压跌落程度的电压支撑策略。首先根据逆变器在不对称故障下的输出特性,分析了对公共连接点(point of common coupling, PCC)电压的支撑原理。然后推导了任意不对称故障下PCC电压幅值的通式,进而分析了改变无功电流注入方式的临界点。最后在上述基础上,以逆变器输出电流峰值和已利用容量为约束条件,分别对3种典型的不对称故障进行了分析。确定了每种故障在不同电压跌落阶段的最优无功电流,并推导了各电压跌落阶段的电流参考值计算公式。仿真验证了所提控制策略的有效性与优越性。     

固态限流器对电力系统瞬间电压跌落的影响

电网结构日趋复杂，系统短路容量急剧增加，研究故障情况下提高电压稳定性对于系统安全运行具有重要意义，固态限流器在系统正常运行条件下对外不呈现阻抗，当系统发生短路故障时迅速串入系统网络中。对母线电压具有强支撑作用，利用耦合式三相固态限流器，对2种典型电网系统模型发生故障情况进行了仿真分析。研究表明：固态故障限流器的应用能够有教抑制短路故障引发的系统瞬间电压跌落，而且随着限流阻抗值的增大，相应的改善效果更为明显。这也显示改善系统故障电压是故障限流器具有的一种本质能力。     

An optimized compensation strategy of DVR for micro-grid voltage sag

Owing to various characteristics of the voltage sag, it is difficult to satisfy requirements of compensation quality and time by using single compensation method. Furthermore, high-power consumption of the phase jump compensation increases the size and cost of a dynamic voltage restorer (DVR). In order to improve the compensating efficiency of DVR, an optimized compensation strategy is proposed for voltage sag of micro-grid caused by interconnection and sensitive loads. Firstly, the power flow and the maximum compensation time of DVR are analyzed using three basic compensation strategies. Then, the phase jump is corrected by pre-sag compensation. And, a quadratic transition curve, which involves the injected voltage phases of pre-sag strategy and minimum energy strategy, is used to transform pre-sag compensation to minimum energy compensation of DVR. The transition utilizes the storage system to reduce the rate of discharge. As a result, the proposed strategy increases the supporting time for long voltage sags. The analytical study shows that the presented method significantly increases compensation time of DVR. The simulation results performed by MATLAB/SIMULINK also confirm the effectiveness of the proposed method.