Contributions of individual generators to loads and flows

Because of the introduction of competition in the electricity supply industry, it has become much more important to be able to determine which generators are supplying a particular load, how much use each generator is making of a transmission line and what is each generator's contribution to the system losses. This paper describes a technique for answering these questions which is not limited to incremental changes and which is applicable to both active and reactive power. Starting from a power flow solution, the technique first identifies the busses which are reached by power produced by each generator. Then it determines the sets of buses supplied by the same generators. Using proportionality assumption, it is then possible to calculate the contribution of each generator to the loads and flows. The applicability of the proposed technique is demonstrated using a 30-bus example     

利用电流的实部与虚部分量进行复功率追踪

输电设备利用份额问题不仅与系统的有功功率有关,而且与系统的无功功率有关。提出了一种基于电流的实部与虚部分量进行复功率全面追踪的方法。在潮流求解的基础上,将系统中所有的发电机注入功率、负荷功率和接地支路的注入功率均转换成电流的实部与虚部分量,然后根据电流在支路中不变的特点分别对电流的实部与虚部进行追踪,求出各源点电流在支路电流中所占的份额,最后再合成为相应的复功率分量,并通过向支路复功率方向投影的方式确定出各源点复功率的利用份额,这样克服了电网中由于有功及无功功率的耦合而难以分别对其进行追踪的问题,其特点是计算结果与平衡点的选择无关且计算过程简单。算例表明该方法可以简洁有效地给出电源点或负荷点的复功率在各支路复功率中所占的份额,并与单纯的有功功率追踪结果进行了对比。     

检测单相系统谐波电流和无功电流的一种新方法

针对单相系统谐波电流和无功电流检测中存在的问题,提出一种新的检测方法:基于瞬时无功功率的虚拟三相法.通过理论分析和仿真实验论证,表明这种算法能有效解决单相系统和三相不平衡系统中谐波电流和无功电流检测中存在的问题,且检测精度高,动态响应快.     

一种检测单相电路无功与谐波电流的跟踪算法

有源滤波器是改善电能质量的一种有效手段,它要求快速准确地检测出负载电流中的谐波和无功分量.针对单相系统瞬时谐波与无功检测方法算法复杂的问题,根据有功和无功功率定义,提出一种检测单相瞬时无功与谐波电流的快速跟踪算法.该方法通过在一个计算周期内,用低通滤波器和锁相环电路得到与电源电压基波同相频的标准正弦波与负载电流乘积后,采样存入采样数据存储队列,然后比较队列中基波周期前后一段数据来快速跟踪有功电流,从而得到实际补偿的谐波和无功电流.仿真表明该方法正确可行,在一个周期内可以实现对补偿电流的准确提取,而且对电流变化跟踪效果好,防干扰能力强.算法简单快速,只需两个乘法器,易于实现.     

三相四线制系统谐波检测p-q-0法的研究

以瞬时无功功率理论为基础,介绍了针对三线四线制系统谐波电流检测和无功补偿所提出的p-q-0法,分析了瞬时无功功率理论在三线四线制电力系统下的物理意义,并给出了该系统下谐波和无功电流的检测控制算法原理图,详细讨论了三相负载不平衡时的补偿效果。通过理论分析,在M atlab环境下对三相不平衡负载电路仿真证明,当电网电流发生严重畸变时,p-q-0法不仅能准确、实时地消除三相四线制系统中的谐波电流,对中线电流抑制及无功功率补偿也有较好的效果,并且补偿后的电源瞬时三相功率为定值。     

具有不平衡负载的功率因数补偿策略的研究

将单相谐波和无功电流检测方法应用于三相系统中。在每相中分别采用与电网电压同频同相的单位正弦和余弦信号与该相负载电流相乘,经过低通滤波和处理后得到各相的瞬时基波有功电流和瞬时基波无功电流,进一步可得到谐波指令电流,和补偿谐波、无功及不平衡电流的指令电流,通过该电力滤波器补偿后,解决了三相不平衡问题,得到高的功率因数。通过仿真研究,证明了该方法的正确一性。     

基于瞬时无功理论的单相逆变电源并联控制技术

提出了一种适用于光伏发电系统或大容量UPS系统的高性能逆变器并联的控制方案.该控制技术利用FPGA产生各并联逆变器SPWM调制波的频率和相位,并确保输出电压同步.把单相交流电压、电流构造成三相交流电压、电流,根据瞬时无功理论计算方法变换成2个直流分量,再用同步d-q变换得到有功电流和无功电流,利用DSP使2台逆变器并联...     

Direct Lyapunov control (DLC) technique for distributed generation (DG) technology

In this paper, a control model based on direct Lyapunov control theory is proposed for integration of distributed generation (DG) sources into the power grid. As a first step, the proposed model will be elaborated in steady state, and then proper switching state functions will be defined for control of interfacing system between the DG sources and power grid. By setting appropriate compensation current references in the control loop of the proposed model, the active, reactive, and harmonic current components of loads will be compensated with a fast dynamic response, thereby achieving sinusoidal grid currents in phase with load voltages, while required power from grid-connected load is more than the maximum injected power from the DG sources to the grid. Using simulation, the effectiveness of the proposed control scheme is demonstrated under steady-state and dynamic operating conditions. The demonstration shows that the proposed control model aims to: (1) uphold a unity value for the power factor of the grid by injection of reactive power; and (2) reducing the harmonic current distortion of the grid current by injection of harmonic current components of loads, under continuous injection of maximum available active power from the DG source to the power grid.     

并联型有源电力滤波器两种控制方法的性能分析

通过分析有源电力滤波器的补偿谐波的工作原理,提出了一种基于功率平衡双闭环的新型控制方法,将逆变器输出电流的参考值直接从负载电流中减去基波有功分量,消除了谐波检测的过程,控制更简单,但稳态误差大,动态稳定性差.在此基础上提出了基于瞬时无功理论负载谐波电流前馈的控制方法,采用三相锁相环对电网电压的相位进行跟踪锁定,使谐波电流检测、系统谐波及无功补偿更精确.通过Matlab仿真研究及对两种方法的性能进行对比,加负载谐波电流前馈能起到更好的补偿效果.     

基于实测PMU数据的风电综合负荷参数辨识

根据配网侧负荷特点,构建含风力发电机的综合负荷数学模型。以实测PMU数据为基础,利用总体测辨法进行模型参数辨识。将负荷节点输入电压和负荷模型参数代入数学模型,通过改进Euler法求解模型的状态方程,得出负荷节点电流,将其与实测电流误差加权最小作为目标函数,采用遗传算法辨识出负荷模型的参数。以华北电网某线路实测PMU数据为依据,辨识出考虑风电综合负荷的模型参数。辨识结果体现了负荷中以双馈异步发电机为主体的特征,与负荷特点相吻合,由此说明了辨识方法的有效性与辨识结果的合理性。     

复功率电源的支路功率分量理论

给出了电源对节点的有功电源和无功电流的定义,基于全微分和定积分的概念,推导了各电源在支路复功率分量产生的有功损耗和无功损耗分量的计算公式、有功功率和无功功率分量产生的复功率损耗分量的计算公式;考虑了电源有功和无功的耦全作用对支路复功率损耗和潮流分量的影响。创立了复功率在支路中引起的复功率损耗和潮流分量计算的基本理论。     

ip-iq检测法的单周控制三电平有源电力滤波器

并联型有源电力滤波器APF可以有效补偿由非线性负载产生的谐波和无功功率电流。为了实现单独对谐波分量、无功功率分量进行补偿,或者对谐波和无功功率分量同时进行补偿这些不同的补偿目标,同时为了满足大功率、高电压和输出电流波形畸变小的需要,提出了将中点箝位变换器和ip-iq电流检测法应用于单周控制有源电力滤波器的方法。采用ip-iq电流检测算法可分离出负载电流中的谐波分量、无功功率分量,且电网电压波形畸变不影响检测结果,故可提供不同补偿目标的参考信号。理论推导和仿真结果表明,该法能分别单独补偿谐波分量、无功功率分量,或者同时补偿谐波和无功功率分量,而且电网电压波形畸变不影响补偿效果。通过将ip-iq电流检测法运用于单周控制三电平有源电力滤波器,既实现多种补偿目标,又具有电网电压波形畸变不影响补偿效果、单周控制策略简单、三电平变换器输出电流波形畸变小的优点。     

一种改进的ip-iq谐波检测方法及数字低通滤波器的优化设计

有源电力滤波器的工作性能，很大程度上取决于对谐波和无功电流高精度、实时的检测上。针对有源电力滤波器工程应用的需要，该文提出了对ip-iq方法在检测谐波和无功电流应用上的改进，不仅减少了计算量，还能直接应用于三相三线制、三相四线制和单相系统谐波和基波无功电流的检测。针对电网中谐波电流相对基波电流较小的特点，该文进一步提出了采用均值滤波器来改善ButterWorth低通滤波器特性的数字低通滤波器优化设计新方法，使其能更好的适应电网谐波和基波无功电流检测的需要，从而使整个检测系统可以同时获得良好的检测精度和令人满意的动态响应速度。     

基于电路模型和神经网络的谐波电流检测方法

针对有源滤波器的谐波电流与无功电流检测建立了三相非线性负载的等效电路模型,提出了一种基于神经网络的检测方法.该方法使用神经网络对模型中的电阻负载进行逼近,得出相对应的电力系统中的基波有功电流,从而实现谐波电流的检测.仿真结果证明了该方法的有效性.     

并联有源电力滤波器的自适应重复控制

在现有电力有源滤波器重复控制方法的基础上,提出了自适应负载谐波电流数字检测方法和重复控制自适应信号发生器。基于瞬时无功功率理论,在d-q坐标系中实现谐波电流的数字检测算法,并引入自适应的每基波周期采样点数kmax消除电网电压频率变化的影响。采用比例控制与重复控制并联用于输出波形控制。实验结果证明了这种自适应的谐波电流检测和数字重复控制方式的有效性。     

单相电路谐波电流的一种快速跟踪算法

根据非线性负载的等效电路模型,提出了一种基于快速跟踪算法的有源电力滤波器单相电路谐波电流检测方法。使用该方法先计算出产生基波有功电流的电阻部分对应的电导,然后求出基波有功电流,再用负载电流减去基波有功电流,得到实际补偿的谐波及无功电流。该方法能快速跟踪产生基波有功电流的电阻部分对应的电导,特别是当负载电流突变时。理论分析和仿真研究证实了该方法的正确性。     

基于自适应虚拟电阻的低压微电网下垂控制策略

在多逆变器并联运行的低压微电网系统中,由于各逆变器输出线路阻抗差异的存在,导致系统中各分布式发电单元根据传统反下垂控制策略对公共负荷的有功功率难以进行合理分配,影响系统的稳定性。针对这一问题,对低压微电网系统的输出功率分配性能进行了理论分析,得出影响功率分配性能的主要因素。将自适应虚拟电阻引入电压电流双闭环控制中,不仅抑制有功功率和无功功率间的耦合作用对系统稳定性产生的影响,而且也提高了系统的输出电能质量。其自适应虚拟电阻的阻值能实时跟踪各分布式电源实际输出有功功率与参考输出有功功率差值的变化而自适应调整,及时有效地补偿了因线路阻抗差异产生的母线电压降。采取所提策略使各分布式电源能够对公共负荷中的有功功率进行合理分配。最后,在仿真平台上验证了该策略的有效性和正确性。     

不平衡和非线性负载条件下柔性多状态开关控制技术研究

配电网中连接在两条或多条馈线间的电力电子变流器统称为柔性多状态开关,可作为理想的补偿装置,用来补偿频率和大小变化的谐波、负序和无功。文中建立了不平衡和非线性负载条件下柔性多状态开关的数学模型,根据不平衡系统的控制目标,确定以瞬时无功功率理论为基础的参考电流检测方法,变流器的输出电流采用PI控制器进行调节,从而达到补偿负载电流中的谐波、负序和无功电流,实现电能质量改善。在MATLAB/Simulink环境下,建立了不平衡和非线性负载条件下三端口柔性多状态开关系统的仿真模型,研究结果表明了所采用的方法能够有效地补偿不平衡负载电流中的谐波、负序和无功电流,并表现出了良好的动态性能。     

Grid synchronization and control of distributed generation unit with flexible load compensation capabilities using multi-output LMS-filter

This paper deals with grid synchronization and control of single-phase voltage source inverter in distributed generation (DG) systems using a multi-output adaptive filter. Besides the active power injection, the proposed control enables the inverter to compensate load harmonic and reactive currents based on the capacity of inverter. The currents to be compensated are obtained using a multi-output adaptive filter structure that operates on the principle of variable step size (VSS) least mean squares (LMS) algorithm. The main objective of VSS-LMS filter is to decompose the load current into harmonic and reactive current components and compute their RMS values. The currents extracted by the VSS-LMS filter are used in developing a flexible compensation based on load compensation factors. The load compensation factors are calculated based on the remaining capacity of the inverter and priority. Harmonic currents compensation is given first priority over the reactive currents. In addition to harmonic currents detection, the same VSS-LMS filter is used in developing a phase locked loop unit for synchronizing the inverter with fundamental point of common coupling (PCC) voltage. Synchronizing the DG inverter with fundamental PCC voltage would make the proposed control algorithm insensitive to grid voltage harmonics and frequency fluctuations. The feasibility and the efficacy of the proposed control algorithm are demonstrated using hardware-in-the-loop (HIL) based experiments.     

A starting method of the harmonic current compensator using a hybrid active filter for wind power generation systems with soft starters

This paper proposes a starting method of the harmonic current compensator using a hybrid active filter for wind power generation systems. The active filter (AF) in the proposed method of the hybrid power filter behaves as a resistor and reactive power compensator to suppress the inrush current and leading currents for the passive filter (PF) under the starting condition. The basic principle of the proposed starting method is discussed, and then confirmed by digital computer simulation using PSCAD/EMTDC. Simulation results demonstrate that the proposed starting method can overcome the inrush and leading currents for the PF, building up the DC capacitor voltage of the AF. IEEJ Trans 2011 DOI: 10.1002/tee.21815