基于分数阶PI~λD~μ重复控制的多SOGI锁相环设计

由于电网电压不平衡、含有大量谐波分量,导致传统的锁相环基波相位跟踪失败,多SOGI的锁相环响应速度慢、误差大等问题。设计基于分数阶PI~λD~μ重复控制策略的多SOGI锁相环。在电压不平衡和含有谐波的情况下,利用Simulink分别进行仿真分析,结果证明该方案比传统锁相环和多SOGI锁相环能更好地跟踪电网基波电压的相位,同时能有效地提取正负序幅值,提高了并网发电系统并网的快速性、稳定性、抗干扰性和有效性。     

三相光伏低电压穿越的正负序分离优化控制

为提高光伏并网发电系统的低电压穿越能力,基于光伏并网系统拓扑结构建立了光伏并网系统数学模型.采用瞬时对称分量法将不对称故障转化成对称故障,确定出电压跌落深度和正序电流参考值.通过对不对称故障和对称故障情况下的各电气量进行比较分析,建立了低电压穿越的正负序分离优化控制.结果表明:该控制策略在电网发生不对称故障时,并网逆变器的输出无功功率随着电网电压跌落深度增加而增大,有利于恢复并网点电压.     

电网电压不平衡情况下双馈风力发电变流器控制

针对电网电压三相不平衡情况下双馈风力发电系统输出功率二倍频谐波分量带来的安全稳定问题,提出了一种以消除二倍频谐波分量为控制目标的正负序双闭环电流控制策略.建立了双馈风力发电系统网侧变流器不平衡条件下的数学模型,进而分析了二倍频谐波分量产生的机理,采用四分之一周期延时方法对正负序分量进行分离,且正负序电流单独参与运算控制来抵消功率二倍频分量.在Matlab/Simulink软件上建立了仿真系统,仿真结果表明了理论分析的正确性和提出控制策略的有效性.     

基于模糊PI控制的双同步解耦坐标系三相不平衡锁相环设计

针对传统锁相环在电网电压不平衡时对正序基波分量的幅值和相位不能快速实时检测等问题,提出了一种基于模糊PI控制的双同步解耦坐标系三相不平衡锁相环。该控制系统通过在线调整PI参数能更精确迅速地将电网电压正序基波分量分离,从而实现基波分量相位的快速实时检测。仿真结果表明,与传统单同步和双同步锁相环相比基于模糊PI控制的双同步解耦坐标系锁相环在电网电压不平衡和发生畸变时能更准确、迅速地检测正序基波分量的幅值和相位。     

基于对称分量法的神经元谐波综合检测

非线性负载在电网中引入了大量谐波及无功损耗.为改善电网电能质量,提高谐波检测的灵活性,提出了一种融合了自适应线性神经元(adaptive linear neural,Adaline)滤波及对称分量法的谐波检测方法.基于对称分量法的坐标变换后,可由滤波算法分离出负载电流基波正序、负序、零序分量和谐波分量,并可进行组合实现...     

电网不平衡下基于SOGI的MMC环流抑制策略

模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）的设计和分析通常是在电网平衡下进行,但在实际运行中交流电网是不平衡。电网不平衡将导致MMC桥臂环流的直流分量不再相等,含有2倍频的正序、负序和零序分量,使系统损耗增加,影响系统性能。首先,本文根据MMC的数学模型和相单元的瞬时功率分析环流的产生机理,得到电网不平衡时环流各分量的等效电路。然后,提出一种电网不平衡下基于二阶广义积分器（second order generalized integrator,SOGI）的环流抑制策略,该策略将三相环流中2次谐波分量与不相等的直流分量分离后单独抑制,采用比例积分（proportional integral,PI）控制经SOGI提取桥臂环流的正序、负序2倍频分量,采用准比例谐振（proportional resonant,PR）控制环流的零序2倍频分量。最后,在PSCAD/EMTDC平台中搭建217电平的MMC系统模型,将本文所提环流抑制策略与传统环流抑制策略、采用准比例谐振器控制环流抑制策略和采用比例积分谐振（proportional integral resonant,PIR）控制环流抑制策略进行仿真实验对比。实验结果表明：在单相非金属接地故障时,与其他3种环流抑制策略作对比,本文策略能将环流的2倍频分量抑制到0.000 6 kA,将谐波畸变率降低到0.03%,表明所提策略的优越性;同时在两相非金属接地故障时,本文策略能将环流的2倍频分量抑制到0.003 9 kA,谐波畸变率降低到0.22%。仿真实验结果验证了本文方法的有效性。     

基于双派克变换的新型三相锁相环技术

针对电网电压不平衡故障时,三相锁相环输出存在二倍频谐波扰动问题,提出了一种基于双派克变换的新型锁相环.对电压信号分别进行正序派克变换和负序派克变换,并将负序派克变换中的直流量乘以变换矩阵,通过交叉解耦可消除正序派克变换中的二倍频分量,有效提取了基波正序直流分量,可实现电网电压不平衡条件下的相位和频率准确跟踪.在Matlab/Simulink环境中建立了仿真模型,分析了锁相环在电网不平衡下的稳态响应.结果表明,本文提出的锁相环较传统的锁相环而言,在电网故障下更能精确检测电压相位和频率信息.     

基于改进型P/Q控制的多源微电网功率脉动抑制

针对微电网三相不对称负载引起的功率脉动严重影响供电质量的问题,提出基于正负序信号解耦的改进型P/Q控制策略.利用叠加原理将并网点采集的实时信号分解,提取出各自独立、三相平衡的正负序分量,设计陷波器实现正负序分量的解耦控制,通过抑制负序电流分量降低功率脉动.仿真结果证明:提出的控制策略能够准确地对脉动电流正负序分量进行解耦控制,在保证正序分量有效输出的同时,将负序分量降到最低,改进后功率脉动降低了50%.     

民用电网谐波电流检测方法及仿真研究

针对民用电网中存在的电压不稳、三相不平衡和中线电流大等问题,在传统的ip-iq法基础上,采用对称分量法和零序电流分离法研究电流中的零序分量问题,并结合PI调节器建立数学模型对其谐波、基波负序和零序电流进行了实时检测。结果表明,该方法可准确地检测出电网电流中含有的谐波、基波负序和零序电流,且检测精度高、实时性好。     

基于对称基准旋转相量的谐波电流检测方法

提出一种适用于有源电力滤波器补偿电流检测新方法。利用对称基准旋转相量求解基波正序有功电流的幅值,并分剐计算电压、电流与基准旋转相量相位差的正余弦值,从而求出基波功率角,消除基准旋转相量与电网电压的相位偏差。仿真结果表明：该方法在电网电压不对称且畸变的条件下能准确提取基波正序有功电流,适用于有源电力滤波系统中谐波、无功及负序电流的综合补偿。     

基于神经网络的三相电路基波与谐波电流检测

分析了三相非线性电流相关分量的构成,给出了一种基于坐标变换的三相电路基波与谐波电流神经网络检测方法.该方法计算工作量小,检测实时性好,检测结果准确.利用该方法,可根据不同的需要,方便地检测正序(负序)基波有功电流、正序(负序)基波无功电流和谐波及畸变电流.     

基于Park矢量旋转滤波的感应电机复合故障检测

利用电压与电流基波频率相等,用单位电压Park矢量及其共轭对电流Park矢量进行旋转变换,从而将电流Park矢量的基波正序分量完全滤除而不影响其他的谐波分量.由于滤除了基波正序分量,在频谱图上,被基波正序分量掩盖的断条故障特征就显示出来了.由于去掉了基波的影响,也可以更清晰地突出偏心的故障特征.而且,旋转滤波不影响电流Park矢量中的负序分量,而电流基波的负序分量可以作为定子绕组故障的特征量.也就是说,通过对旋转滤波后的电流Park矢量的频谱进行分析,就可以对电机的定转子故障同时进行监测.实验结果表明,这是一种可行并且有效的电机故障实时监测方法.     

Improvement of Boxcar Integrator and Its Application to Low Resistance Measurement of Inductive Load Coil

A boxcar integrator is described which is suitable for the low-repetition-rate signal processing. This boxcar integrator, named fixed-interval mode boxcar integrator, is able to reject harmonics other than the first harmonic component. It can also decrease the effective time constant In many situations, the antialiasing filter with narrow bandwidth will cause distortion of the input signal. The fixed-interval mode boxcar integrator with suitable gate width can achieve relative high performance without signal distortion because the bandwidth of its antialiasing filter can be wider than that in the fixed-Point boxcar integrator. ms boxcar integrator is used as majn part of signalprocessing circult in the low resisance measurement of inductive load coil. The results of experiments show that the fixed-interval boxcar integrator is suitable for low-repetition-rate use.     

基于分数阶广义积分器的电网同步技术

前置滤波结构的锁相环(PLL)是研究电网同步技术的强有力工具.但二阶广义积分器型PLL、复数滤波器型PLL等常用PLL的动态性能因前级结构的截止频率偏低而受到制约.为此,本文提出一种基于分数阶广义积分器的三相PLL技术.该PLL的前级滤波结构由分数阶积分器构成,能够生成两个相位差为45°的斜交信号,经过相关线性运算,可从该对斜交信号中提取出电网电压的正负序分量.结合后级的同步旋转坐标系PLL,建立整个PLL系统的数学模型,并利用三阶最佳设计法对系统进行了校正,确定相关控制参数.研究发现,分数阶广义积分器的截止频率明显高于二阶广义积分器,有利于改善PLL系统的动态品质.仿真和实验结果表明,相比多重二阶广义积分器型PLL,所提PLL的动态性能更佳.     

直流系统接地故障综合检测方法

为解决直流系统接地故障检测的难题，提出综合运用漏电流法和波形分析法实现接地故障选线.漏电流法通过检测对地直流不平衡电流检测单极接地故障.波形分析法通过分析向直流系统注入的方波信号基波及三次谐波之间的相位及幅值关系，计算接地支路电阻来检测两极同时接地故障，并且在选出接地支路后，提供注入信号，供基于此原理的便携式检测仪寻找具体接地点.两种检测方法的结合可以很好地解决直流接地故障检测的难题.介绍了利用LonWorks现场总线构成分布式直流电源绝缘监测系统的实施方案.阐述了传感器的选择、方波信号频率及幅值的确定、减小注入信号对直流系统的影响以及故障点的准确定位等关键技术问题的解决.实验表明文中提出的方法实用有效.     

基于小波分析的改进旁瓣相消宽带信号波束形成算法

研究了改进的旁瓣相消算法,该算法利用小波滤波器组阻塞接收信号的期望信号分量进行自适应的波束形成。经过改进算法处理后,阵列信号的协方差矩阵中不包含期望信号分量,从而克服了当存在系统误差时自适应波束形成中期望信号相消的问题,并解决了在实际应用中旁瓣相消波束形成算法GSC波束形成算法需要构造与期望信号的导向矢量完全正交的阻塞矩阵的难点问题,从而达到提高系统稳健性能的目的,仿真结果验证了该算法的性能优于传统的MVDR方法和基于MVDR的对角加载方法。     

A new family of windows — convolution windows and their applications

A new family of windows is constructed by convolutions via a few rectangular windows with same time width and is thus referred to as convolution windows. The expressions of the second-order up to the eighth-order convolution windows in both the time and frequency domains are derived. Their applications in high accuracy harmonic analysis of periodic signals are investigated. Comparisons between the proposed windows and some known windows with the same width shows that, when the synchronous deviation of data sampling is slight, the proposed ones have the least effect of spectral leakage. Therefore, the new windows are well suited for high accuracy harmonic analysis and parameter estimation for periodic signals. The error analysis and computer simulations show that the estimation errors, corresponding to frequency, amplitude and phase of every harmonic component of a signal, are proportional to the pth power of the relative frequency deviation in case of the pth-order convolution window is applied to windowing signal of approximately p cycles. By introducing real time adjustment in sampling interval, the proposed algorithm can adaptively trace signal frequency and lead to less sampling synchronous deviation. The proposed approach has the advantages of easy implementation and high measure precision and can be used in harmonic analysis of quasi-periodic signals whose fundamental frequency drifts slowly with time.