输电线路直流融冰的谐波仿真分析

通过在MATLAB中搭建6脉波和12脉波直流融冰装置模型对其产生的谐波进行仿真计算,得出6脉波直流融冰装置模型主要产生5次和7次谐波;12脉波直流融冰装置模型的谐波主要是11次和13次。在未采取谐波抑制措施时,两种融冰装置模型的谐波畸变率均超过了10％。通过串联电抗,两台主变并联运行作为融冰电源等谐波抑制措施使谐波畸变率满足IEEE标准谐波总畸变率不超过5％的要求。     

变压器直流偏磁的仿真研究

为研究变压器励磁电流在正负半波严重不对称和畸变引起的直流偏磁效应,利用MATLAB软件提供的Simulink仿真工具搭建了变压器直流偏磁的仿真模型,对施加不同直流电压激励时的励磁电流畸变情况进行了仿真分析,并通过对不同直流偏磁下得到的励磁电流波形进行快速傅里叶变换,得到了变压器在不同直流偏磁下的谐波分布情况,验证了变压器直流偏磁理论.仿真分析结果表明：当变压器有直流入侵时,励磁电流上半周波发生畸变;当变压器正常运行时,励磁电流中只含有奇次谐波,不含偶次谐波分量.     

±800kV特高压直流输电工程换流器谐波特性分析

直流输电工程中的换流器工作时能产生大量谐波,对电力系统稳定和通信线路等造成不良影响.为了有效降低换流器谐波的危害、提高系统运行的可靠性,分析了±800 kV特高压直流输电工程中换流器谐波的时频域特性,以换流器谐波电流与系统运行功率、输送直流电流大小之间的关系作为切入点,将谐波电流畸变率作为判断换流器谐波特性的特征量.根...     

AC／DC开关电源谐波畸变的计算和测量

介绍了功率因数、谐波畸变概念,着重分析了AC／DC开关电源谐波畸变的成因及其危害,并提供了对谐波畸变计算和测量的方法。     

碱金属热电转换器功率调节系统研究

针对碱金属热电转换器(AMTEC)的伏安特性,设计了DC/DC和DC/AC两级变换的功率调节系统.功率调节系统采用高频变压器隔离,避免了工频变压器产生的一系列问题.DC/DC变换器采用移相ZVS(零电压开关)PWM全桥变换和电压闭环控制,把AMTEC在较宽范围变动的输出电压变成稳定的直流电压.逆变器控制采用优化的特定消谐PWM技术,以滤波后总谐波含量(THD)为目标函数,计算预定开关角度.整个系统具有电压输入范围宽、转换效率高、输出波形THD低等优点.     

一种无动态调整过程的新型DC/DC变换技术

介绍了一种新型的DC/DC变换器拓扑结构和控制技术。基于能量变换的控制技术在得到要求的输出电压同时有着低的输出纹波,不需要变压器且去除了传统闭环控制系统的动态调整过程。仿真和实验结果显示,采用功率因数校正的方法消除输入电流的畸变,可使该变换器具有正弦输入电流和单位输入功率因数。     

Voltage distortion in distribution feeders with nonlinear loads

The voltage of three real-life 13.8 kV feeders supplying customers with nonlinear loads was analyzed by means of computer simulations. Three classes of nonlinear loads were considered. Each class is characteristic for different types of AC to DC converters such as the input DC supply used for adjustable-speed-drives, battery chargers, PCs, TVs and electronically ballasted lights. The analysis is based on the determination of the most harmonic susceptible busses and their response to each harmonic frequency. A new expeditive method that takes into account the background harmonic voltage phasor, and an equivalent bus impedance was developed and used to compute the maximum nonlinear loads that yields VTHD=5%, (voltage total harmonic distortion). The main conclusion of this work is that when mitigation methods are not used, for a 15 kV class feeder with a maximum 10 MVA installed load, the total nonlinear residential load should not exceed 300 kW if the ITHD<90% (current total harmonic distortion), and 100 kW if ITHD>100%     

变抽头六相整流电路的分析

交直流供电系统中，必须有效抑制整流器交流侧电流波形畸变，减小输出直流电压脉动，提高系统的电磁兼容性，优化直流电源供电品质。该文通过理论推导和实验研究，对带有变抽头均衡电抗器的新型六相整流系统进行了详细分析，给出了该系统的数学模型。通过解析法得出交流侧电流和直流输出电压波形，对交流电流进行傅氏级数分解，计算了整流器变压器原边电流正弦性畸变率和直流电压脉动系数，并得到它们的变化规律。结合实验研究电流正弦性畸变率的影响因素，证明了理论分析的正确性，得到了抽头换接器的匝数匹配优化值，为变抽头整流系统的工程设计提供重要的技术指导。     

四桥臂并联型有源电力滤波器控制研究

针对三相四线制电力系统谐波治理,提出了一种四桥臂并联型有源电力滤波器(SAPF)谐波补偿改进控制方案。谐波电流跟踪控制采用三维空间矢量调制算法,SVPWM具有直流电压利用率高、电流畸变率小等优点;直流侧总电压稳定,采用模糊PI自适应控制,直流侧电压动态响应快,超调小。对SAPF直流侧上下电容电压值平衡控制进行了研究。通过仿真验证了该控制方案的正确性与可行性。     

基于SHE-PWM逆变器在变电站自动化中的研究

介绍了特定消谐技术的基本思想。通过对SHE—PWM原理的分析,推导出SHE—PWM的数学模型。在所提出的用于直流控制系统的逆变器拓扑结构的基础上,应用所提出的SHE—PWM技术,在MATLAB／SIMU—LINK下进行了仿真研究,结果表明该逆变器系统具有优良的性能,谐波畸变率完全符合国际谐波限制标准。     

换流站联络变充电励磁涌流对哈郑特高压直流运行影响分析

特高压直流工程送端换流站的联络变空载充电时产生的励磁涌流,使得换流站交流母线电压出现畸变,引发谐波进入直流系统。谐波将导致直流电压、电流以及功率波动,尤其是直流电流的谐波严重时,可能导致直流系统谐波保护告警甚至动作,影响特高压直流的安全稳定运行。基于系统实际条件,研究了天山换流站在不同操作方式下对新建750/500 kV联络变充电时的励磁涌流特性,评估了其对±800 kV哈密—郑州特高压直流谐波保护的影响,提出了联络变充电时的安全措施建议。研究成果为确保哈郑特高压直流的安全运行提供了技术依据,并可为其他类似工程提供参考。     

输入电流的谐波检测计算与降谐处理方法

电力系统中的非线性负载引发的电源污染得到人们越来越广泛的关注.针对这一问题对一种典型非线性负载电流的谐波用波形法和直流测量法进行了分析.对谐波畸变率对广义功率因数的影响进行了讨论,最后给出了几种降低谐波的方法.     

三相桥式整流电路中谐波电流的计算新方法

提出了一种实用的新方法来计算三相桥式整流器所产生的谐波电流。本方法考虑了交流侧电抗及电网中存在的谐波电压,导出了交直流两侧谐波电流的计算公式。计算与实测结果表明,本方法准确实用。     

直流配电网中MMC的谐波分析与调制方法设计

将模块化多电平换流器（modular multilevel converter, MMC）应用于中低压直流配电网时,由于子模块数较少,输出电压低次谐波含量大,电流畸变程度较高,因此为直流配电网中的MMC设计合适的调制方法显得尤为重要。在分析MMC已有的最近电平逼近调制（nearest level modulation, NLM）与载波移相脉冲宽度调制（carrier phase shifting pulse width modulation, CPS-PWM）原理及谐波特点的基础上,提出了基于最近电平逼近的脉冲宽度调制（NL-PWM）方法,并推导了其谐波的解析表达式,给出了MMC调制的设计方法。所提出的NL-PWM方法谐波特性更好,并且均压简单,通用性好,易于与NLM方法相互转换,使MMC可根据实际需求方便地选择输出PWM波或阶梯波。对于中低压MMC,增加模块数和引入PWM波调制均可达到同样的谐波改善效果,文章的谐波分析结果为MMC的调制方法设计提供了理论依据,并引入新的谐波指标,即纯电感负载时电流总谐波畸变率,衡量2种方案的谐波大小。最后给出了6 kV MMC的设计算例,并通过仿真验证了所提出NL-PWM方法的可行性,以及其谐波分析结果的正确性。     

复杂电网工况下基于CDSOGI-SPLL的电网电压同步方法

传统锁相环技术在三相电网电压含有直流分量、发生不对称故障以及严重畸变条件下,其检测精度受到直流分量、负序分量及谐波分量的干扰,将不能准确跟踪电网电压频率和相位。针对这一问题,提出一种将相序解耦谐振(SDR)控制器和改进的级联双二阶广义积分器软件锁相环(CDSOGI-SPLL)相结合的锁相方法。该方法首先利用SDR控制器将正负序分量进行分离,然后引入改进的级联双二阶广义积分器(CDSOGI)对正负序分量进行二次分离和谐波抑制,并消除直流分量对CDSOGI输出正交信号的影响。仿真和实验结果表明,在三相电网电压含有直流分量、不平衡和严重畸变情况下,所述方法可以实现电网电压同步信息的准确采集。     

逆变侧交流电压畸变下HVDC运行特性分析

推导了逆变侧交流母线电压存在畸变时锁相环的输出特性和阀换相特性,揭示了谐波电压对逆变侧定熄弧角控制器和低压限电流控制器(VDCOL)带来影响的机理,解释了谐波电压的存在会减小逆变侧延迟触发角的指令值、降低直流系统传输容量的原因。针对交流母线电压谐波畸变情况下定熄弧角控制不能很好跟踪其整定值的问题,通过减小电流偏差控制的增益,有效减小定熄弧角控制在交流电压畸变时的稳态误差量,降低了传递容量的损失。提出了谐波影响下直流系统稳态工作点的计算方法。PSCAD/EMTDC仿真验证了理论分析的正确性、改进措施的有效性和计算方法的准确性。     

AC/DC变换器的谐波分析简化方法

以6脉波AC/DC变换器为例,采用调制理论法对其进行了谐波分析,针对变换器输入电压以及开关函数,分别对它们进行了序量分解以及序特性分析,并在此基础上利用三相序量乘积特性对变换器的谐波计算进行了有效简化。利用简化方法对变换器直流侧电压以及交流侧电流进行了谐波分析,并且与仿真结果进行比较,分析情况包括:电压无畸变、输入电压不平衡、电压畸变以及开关函数不平衡。结果表明当存在电压谐波畸变时会根据畸变次数不同产生不同次谐波电流,而当系统出现电源不对称或者开关不对称情况时,都会在其交流侧产生3、9、15等次谐波。该方法适用的范围广,简单易行,可推广到12脉波或更高脉波变换器中,但是对单相电路并不适用。     

直流侧电压高二次纹波率条件下的单相逆变器谐波削弱调制

传统的单极性与双极性单相逆变调制方法的推演是基于直流母线电压为理想恒定直流量的前提。在实际的单相系统中,交直流功率的耦合使得单相逆变器直流母线电压含大量二倍交流电压频率的纹波分量。若采取传统逆变调制,二次纹波分量又使得交流输出侧的三次谐波含量增加,影响交流输出侧的电能质量。文中采用双重傅里叶变换从理论上对输出电压的谐波特性进行评估,从而提出了一种在直流侧电压高二次纹波率条件下的单相逆变器谐波削弱调制方法。利用基于三阶广义积分器的增强型锁相环提取直流母线上的二次纹波分量,并通过在逆变调制系数中注入相反二次分量的方法,达到削弱输出侧三次谐波,降低交流总谐波畸变率的目的。最后,通过实验验证了所提主动调制方法的合理性和可行性。     

A unity-power-factor three-phase PWM SCR rectifier for high-power applications in the metal industry

A new thyristor current-source rectifier that achieves unity power factor, low-current total harmonic distortion (THD), and DC-bus current and voltage control is presented. The rectifier is suitable for high-power applications such as induction heating and DC arc furnaces. It combines a traditional six-pulse thyristor bridge and a DC chopper that together solve power quality problems such as poor power factor and flicker generation. This topology achieves low input current THD and DC power control without additional power-factor-correction equipment, harmonic trap filters, use of multiple pulse rectifiers or high-K-factor transformers.     

Characteristics comparison of high‐frequency multilevel inverter connected with filter inverters

This paper presents a characteristics comparison of a high‐frequency multilevel inverter connected with small‐ capacity filter inverters. In general, PWM inverters require a low‐pass filter in order to reduce switching harmonics. However, in the high‐frequency systems such as class D power amplifiers, the cutoff frequency of the low‐pass filter must be set at high frequency. Thus, harmonic distortion of the output voltage is enlarged to a harmful level. Increasing the number of output voltage levels is effective in reducing the harmonic distortion of the output voltage and the low‐pass filter size. The proposed systems consist of a five‐level inverter and several cascade‐connected low‐voltage full bridge inverters without any external DC power sources for filtering the output voltage. The five‐level inverter generates a stepwise waveform with five‐level voltage, and the low‐voltage filter inverter superimposes harmonic components to compensate for the voltage waveform distortion. Therefore, the proposed system can reduce its total switching loss and can increase the number of the output voltage levels. In this paper, the effectiveness of the proposed systems is verified through several experiments. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 161(3): 58–65, 2007; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20373