Application, design, and specification of harmonic filters forvariable frequency drives

The proliferation of variable frequency drives in industry has led to serious concerns about power quality in electrical distribution systems. This paper presents tables and charts to help the system design engineers address some basic concerns such as the need for harmonic filters, their effect on displacement power factor, etc., without going into a full-scale harmonic analysis of the distribution system. Relative harmonic performance of the different types of drives such as the load commutated inverter (LCI), the current source inverter (CSI), and PWM drives is discussed. A factor called the harmonic factor is defined which can characterize the performance of a drive by a single number. The relation between harmonic factor and the total harmonic voltage distortion is derived. Attenuation of the harmonic voltages by the filters is calculated and presented in the form of generalized curves     

基于SVG的电力机车供电系统电能质量综合补偿技术研究

针对电力机车供电系统的电压波动、谐波污染等问题,采用了静止无功补偿装置SVG改善供电系统的电能质量。对静止无功补偿装置SVG的工作原理及其在电力机车供电系统中的应用进行详细的分析,提出了单相系统补偿电流的检测方法和综合补偿的控制算法;通过仿真分析了基于SVG装置的电力机车供电系统的性能,结果表明补偿装置SVG具有响应速度快、调节范围广、谐波抑制效果好、占地面积小等优点,能够有效治理电力机车供电系统中存在的电能质量问题,提高了电力机车供电系统的供电质量。     

电网谐波实时监测系统

本文以16位单片机80C196KC为核心,研究了一种满足无人值班环境要求的谐波实时监测装置,谐波分析算法采用快速抗混叠付里叶变换算法FAFT。该装置具有“本地”和“远方”二种工作方式,可通过电力载波或微波信道与监测中心通信。     

基于LabVIEW的分布式逆变器电能质量监测系统

为了实现对多台逆变器电能质量的实时监测,设计了基于LabVIEW的分布式逆变器电能质量监测系统。该系统应用了虚拟仪器技术和以太网通讯技术,以现场子系统驱动数据采集卡,实时地采集逆变器电能信号,并通过UDP通讯协议将采集到的数据发送到指定站点的远程监测子系统中。站点系统利用接受到的数据进行电能信号频率、功率、三相不平衡度和各次谐波分量等电能质量指标的分析,并建立数据库对采集到的电能信号数据和指标计算结果进行存储,分类和共享,为进一步的电能质量分析奠定了基础。     

基于GPRS的配电网谐波监测装置

介绍了一种电力网谐波在线监测系统,该系统由数据采集、数据远程通信、数据处理几个主要的功能模块构成,着重介绍了该谐波采集系统的原理、总体结构．并介绍了终端监测装置的硬件和软件设计方案。该装置由于采用了通用分组无线业务（general packet radio service,GPRS）通信模块,所以不受地理条件的限制,适于地域跨越大的电网或无人值班环境下的远程监测。     

An algorithm for optimum control of static VAR compensators to meet phase-wise unbalanced reactive power demands

The operation of thyristor-controlled static VAR compensators (SVCs) at various conduction angles can be used advantageously to meet the unablanced reactive power demands in a system. However, such operation introduces harmonic currents into the AC system. This paper presents an algorithm to evaluate an optimum combination of the phase-wise reactive power generations from SVC and balanced reactive power supply from the AC system, based on the defined performance indices, namely, the telephone influence factor (TIF), the total harmonic current factor (IT) and the distortion factor (D). Results of the studies conducted on a typical distribution system are presented and discussed.     

混合有源电力滤波器的新型电流迭代学习控制

混合有源电力滤波器可以动态抑制电网谐波电流和补偿容性无功功率,改善电网电能质量。针对传统PI型迭代学习控制算法在并联有源电力滤波器应用中的不足,算法收敛性严重依赖于学习控制的初始输入,迭代学习控制器的参数是定常值,会影响有源滤波系统的控制性能。本文提出一种新型PI迭代学习控制算法,将其应用于混合有源电力滤波器系统的电流反馈控制中,得到了应用迭代算法的收敛性条件,并采用一种改进的Ziegler-Nichols方法对控制器参数进行了优化,以提高系统的控制精度。为了提高系统的动态响应性能,提出一种谐波电流误差的反馈-前馈控制策略,其中电流误差信号的D型前馈控制环节用于实现滤波器系统的电流快速补偿,同时利用一个三层BP神经网络对前馈控制增益进行优化。仿真和实验结果证明了该迭代算法及控制策略的可行性与有效性。     

有源电力滤波器的神经元自适应谐波电流算法研究

随着以电力电子装置为代表的非线性负载广泛应用于电网,电力系统中的谐波污染日益严重。加之用户对电能质量的要求越来越高,探索有效的谐波抑制和无功补偿方法逐渐提上日程。有源电力滤波器是一种新型的能抑制闪变无功和谐波的滤波器,以其优良的性能近年来受到广泛重视。谐波电流检测方法是决定有源电力滤波器(APF)性能的关键因素之一。在传统方法的基础上,结合自适应噪声消除技术,本文提出一种神经元自适应谐波电路检测算法,仿真结果证明该方法鲁棒性强,检测精度高,动态响应好。     

基于改进多点估计与最大熵的概率谐波潮流算法

随着可再生能源发电的大规模接入,电力系统中的谐波呈现出更加明显的随机性、波动性等不确定性特征。为研究电力系统的不确定性谐波水平,提出了一种基于改进多点估计与最大熵分布的概率谐波潮流算法。首先,基于离散近似理论,确定独立标准正态分布随机变量的多重采样点和权重;然后,根据随机变量空间变换,获得功率、谐波电流等任意分布随机变量的权重与采样点,并据此计算谐波电压等输出随机变量的统计特征,进而基于最大熵分布求取输出变量的概率分布。相比传统点估计结合级数展开算法,所提算法通过改进的多点估计,提升了计算效率与准确度;通过引入最大熵分布,保证了概率密度函数拟合效果。利用改进的IEEE 33节点系统验证了不同分析场景下所提方法的性能以及相比传统算法的优势,并依据该方法分析了谐波潮流计算中输入随机变量相关性对系统谐波水平的影响。     

A Stand-Alone Generating System Using Self-Excited Induction Generators in the Extraction of Petroleum Products

This paper demonstrates a simple electricity generating system that can supply electricity in remote areas such as seashores, hilly regions, etc. Many coastal areas have layers of rock under the sea with considerable petroleum reserves. To extract the petroleum products, electricity is required. In such situations, stand-alone power generating system is preferred. The proposed electricity generating system consists of self-excited induction generator (SEIG) and STATic COMpensator (STATCOM)-based voltage regulator. The STATCOM supplies variable reactive power to the SEIG and acts as a voltage regulator. Apart from voltage regulation of SEIG, the STATCOM balances the generating system under unbalanced loading conditions and filters the harmonics of the loads, thereby acting both as balancer and harmonic eliminator. It also enhances the loadability, even to start and run dynamic loads such as induction motors.      

A genetic based algorithm for measurement of power system disturbances

This paper introduces genetic algorithms (GA) as a powerful tool for monitoring and supervising power system disturbances generated due to dynamic performance of power systems. Monitoring power system disturbances involves monitoring fundamental voltage magnitude and its frequency as well as harmonic and sub-harmonic voltage magnitudes and their frequencies under different operating conditions for power quality evaluation purposes. The proposed method is based on genetic algorithms optimization technique. The method uses digital set of measurements for the voltage or current waveforms at power system bus to perform the estimation process digitally. The algorithm is tested using different simulated data to monitor power quality. Three different study cases are considered in this work. In the first part, the estimation of voltage flicker levels and its frequency is presented and discussed. In the second part, the frequency of a bus voltage signal that is contaminated with harmonics is estimated. The harmonic contents are also estimated in this case. In the third part, the analysis of a damped sub-harmonic signal is presented. Effects of number of samples, sampling frequency and the sample window size are studied. Effects of GA parameters and operators, such as population size, crossover, mutation probabilities and niching are also studied. Results are reported and discussed.     

基于电流型PWM整流器的电子模拟负载系统研究

提出一种采用电流型PWM整流器实现的电能反馈型电子模拟功率负载系统.基于DSP的控制方法使得所研制的电子模拟功率负载在实现电能的再生馈网时功率因数趋近于-1.0,且电压和电流谐波满足IEC1000-3-2标准.实验结果证实了该方案能很好的解决直流电源试验问题.     

可选择谐波型有源电力滤波器的闭环控制和实现

在可选择谐波型有源电力滤波器的基础上,着重分析谐波电流和逆变器直流侧电压闭环控制方法的控制要点和实现要点,在检测环节中加入相位补偿角以补偿系统的检测环节和电流闭环中固有的时延影响等.最后给出了控制器为DSP TMS320F2812的系统构成以及仿真和实验结果,验证了所提出的谐波检测以及电流和直流侧电压闭环控制方法的正确性.     

电力故障波形再现及分析系统的开发

针对调度端的具体要求及目前电力系统主站故障录波分析软件的不足,采用Visual C 6．0开发了一套电力故障波形再现及分析系统,主要包括数据远传、格式转换、信息管理、故障分析等模块,可将不同类型的故障录波数据转换为标准的COMTRADE格式,使调度端能对全网的故障数据进行统一管理,实现波形再现和分析、谐波和矢量分析、功率分析及故障分析等常用功能。此外,文中还阐述了应用 Visual C 6．0开发时的几个具体问题及其解决方法,如远传通信、COMTRADE格式数据的装载结构设计、图形用户界面显示及图形界面滚动特殊设计等问题。     

并联混合型有源电力滤波器的建模

为准确分析有源滤波器的运行特点,根据系统控制策略的需要,在考虑了有源滤波器输出的基础上采用开关函数法建立了并联混合型有源电力滤波器的数学模型,这样可推导出装置在系统中电压与电流的关系用于控制信号的产生。实践表明通过采用这种方法建立的模型对有源滤波器的滤波效果比较明显。     

一种改进的基于最小二乘法的自适应谐波检测方法

提出了一种基于最小二乘法的自适应谐波检测方法,并利用动力系统的均值理论证明了该方法的稳定性。此法克服了传统自适应谐波检测方法的局限性,不仅能够检测电流谐波,而且能够有效地提取电流的畸变量,通过学习率因子的选择,提高了该方法的瞬态响应速度,具有较好的跟踪性能,可用于时变谐波的跟踪检测。仿真结果表明该方法比以往的自适应谐波检测法能更迅速地进行谐波的同步检测和基波的同步提取。实验结果也表明了文中所述方法的有效性,可满足电力系统对电压或者电流畸变量检测的要求。     

注入式混合型有源滤波器研究

提供了一种大容量、低成本的注入式混合型有源滤波器以适用于高压系统同时进行谐波抑制和无功补偿,其中,利用大容量无源滤波器实现谐波抑制和无功补偿;采用有源滤波器改善系统滤波效果并阻尼无源滤波器与系统阻抗之间的串、并联谐振。讨论了采用检测电网电流的控制策略时,注入式混合型有源滤波器的工作原理,其基本思想是通过对有源部分进行适当控制来等效增大电网支路的谐波阻抗。从抑制电网阻抗与无源滤波器之间的串、并联谐振,改善无源滤波器的滤波效果以及提高整个系统的鲁棒性3个方面详尽分析了注入式混合型有源滤波器的稳态补偿特性。相关仿真结果及工程应用效果均证明了该混合型有源滤波器对于同时进行谐波抑制和无功补偿的可行性。     

6kV煤矿供电网混合有源滤波器的应用研究

提出一种适用于高压大容量环境且投资成本较小的新型混合有源滤波器(HAPF).在谐波检测方面,利用系统样机验证了基于坐标变换的离散傅里叶变换(DFT)滑窗迭代谐波电流检测算法;在谐波电流补偿输出的控制算法方面,总结出一种基于递推积分PI和离散滑模变结构控制的复合谐波电流控制算法,这两种算法均采用S函数来构建,通过了Mat...     

谐波及无功补偿的规范治理

文章分析了电力系统谐波与功率的关系和谐波对电网损耗、电能质量、供电效率等性能的影响。结合常州地区用户数据实际阐述谐波、无功补偿治理的现实问题和解决手段。对配电网谐波和在谐波背景下无功补偿治理规范化提出了指导性建议。     

基于虚拟仪器技术的电力谐波测试仪

将虚拟仪器技术应用于电力系统谐波测试,利用LabWindows/CVI开发平台研制了基于虚拟仪器的谐波测试装置,其性能优于传统测试仪。论述了该装置的工作原理、硬件软件组成及其设计思想和技术要点。指出了利用该仪器可进一步开发谐波的高级功能,可利用谐波测量数据,建立谐波数据库,进行谐波潮流计算,谐波谐振分析、以及谐波仿真等。