电弧炉对电网的影响及其治理方法

炼钢电弧炉在正常生产时会对电网造成高次谐波、电压闪变、电压波动、三相电压及电流不平衡、功率因数低等不利影响,大大超过电能质量各项国家标准,并逐项进行了定性分析.然后比较了几种常见的SVC装置,分析了现有的无功补偿及谐波抑制方法,为减轻电弧炉对电网的干扰提供了一些有效的措施.     

电压源型电能质量控制技术研究

设计了应用于配电网的电压源型电能质量控制系统,该系统主要包括整流器、三相逆变器、控制器、电压电流检测电路等.研究了提高用户电压质量的电压无功控制规律,设计了抑制电压波动和闪变的控制系统,并分析了控制系统的稳定性以及控制作用与网侧阻抗的关系.给出了谐波电压模拟检测电路并对其幅频特性和相频特性进行了仿真计算.通过电能质量控制系统与电网间同步运行试验和谐波电压抑制试验,实现了逆变器与电网的同步运行控制以及负载谐波抑制控制.     

具有谐波抑制功能的综合电能质量控制系统设计

传统电压无功装置在调节时大都不考虑谐波因素的影响,而实际工程中谐波会带来很大危害.提出了一种具有谐波抑制功能的综合电压无功电能质量调节装置,并分析了系统谐波放大产生的原因及其抑制策略.此外,采用了多目标的电压无功谐波优化控制,同时考虑电压质量、无功、网损和谐波畸变率等多个优化目标,建立了多目标优化模型,实现对电压无功谐波的最优控制策略.仿真和实验证明了该装置及所得控制策略的有效性.     

光伏多功能并网逆变器不同出力状态下无功和谐波优化方法

利用光伏多功能并网逆变器所具有的电能质量治理、谐波谐振抑制的主动优势,结合逆变器在不同出力状态下光伏发电系统的输出特性,构建光伏多功能并网逆变器不同出力状态下的无功和谐波优化方法。在所提3层优化策略中,上层优化策略以光伏并网有功功率最大化为目标函数,中层优化策略以电压谐波总畸变率和电压偏差达到相应电能质量规定指标为目标函数,下层优化策略以电压谐波总畸变率和电压偏差最小为目标函数,并采用自适应蚁群算法进行求解。基于IEEE 33节点系统进行算例分析,结果表明：基于逆变器不同出力状态的优化方法可以有效改善电网的电能质量,较好地提升电网运行的经济性;在系统稳定运行的基础上,光伏多功能并网逆变器在不同出力状态下分阶段、分主次地治理谐波和调整电压偏差,治理效果更佳。     

统一电能质量控制器的建模与仿真

统一电能质量控制器可同时补偿电网畸变电压和抑制负载谐波电流。为此,构造了一种基于反向传播算法的三层前馈神经网络用来检测并联型有源电力滤波器的谐波电流,离线训练收敛后实现在线功能,对串联型有源电力滤波器谐波电压检测采用了畸变电压参考量比较检测方法;建立了统一电能质量控制器的系统仿真模型,利用其对各种电能质量问题的补偿性能进行了仿真研究,并对补偿前后负载和电源电流/电压进行了频谱分析。研究结果表明,统一电能质量控制器集电压补偿、电流补偿于一体,可有效实现多重电能质量调节功能。     

低压配电网电能质量治理及节能新技术方案研究

研究了低压配电网加装380V电压等级电能质量综合治理优化装置(MEC) 的新技术方案,以解决电网无 功功率补偿、线路损耗、负荷高次谐波与干扰、三相电流不对称、工作电压闪变、终端电压波动等问题.     

光伏系统中电压谐波补偿控制算法的研究

针对光伏发电系统入网运行中非线性负载和电力电子设备产生的电网谐波问题,设计了一个在公共连接点(PCC)处进行电压谐波补偿的光伏控制器,采用Clark变换将其放在αβ参考系下,用直流信号进行数据传送与控制,有效抑制了电网电压谐波,并对PCC处电压进行了补偿,提高了电网电能质量。最后通过Matlab搭建出仿真模型,验证了该控制系统的正确性及可行性。     

间歇式电源并网环境下电能质量问题研究

大规模间歇式电源并网、大规模储能应用以及电动汽车的大量使用,对电网电能质量问题产生很大影响。在分析国内外研究背景、发展趋势的基础上,在如下方面做了总结:光伏发电并网产生的谐波、直流注入等电能质量问题及其抑制方法;风电并网产生的谐波、电压波动与闪变、频率波动、电压偏差等电能质量问题及其抑制方法;储能系统在电能质量治理中所起的作用;大量电动汽车并入电网对电网产生的电能质量问题、抑制及其控制方法。最后,结合我国电网发展趋势,给出了大规模间歇式电源并网环境下电能质量的治理建议。     

电网谐波下PWM变换器的谐波电流抑制

为提高新能源发电的电能质量,对电网谐波下PWM(pulse-width modulation)变换器的谐波电流抑制进行研究。通过分析PWM变换器的数学模型,推导出电网谐波条件下PWM变换器的谐波电流分量。针对电网电压谐波条件,提出一种新颖的新能源PWM变换器谐波电流抑制方案,该方案采用α-β正负序解耦计算电网电压基波前馈项,采用d-q正负序解耦进行电流闭环控制,并引入电网电压谐波,经P调节器作为电压前馈项,叠加至基波调制波进行谐波电流抑制。Matlab仿真结果表明,所提控制策略比传统的d-q正负序解耦控制明显改善了谐波电流含量。     

煤矿电机车的谐波抑制及无功补偿装置研究

以电机车为非线性负载的黑龙江黑河宋集屯煤矿6.3kV电网电能质量智能控制为研究背景,进行TSF静态谐波抑制与动态无功补偿设计.通过TSF无功容量及谐振点拓扑参数优化,使TSF可以适应电网谐波剧烈变化的需求,确保电网谐波可满足国家GB/T-14549-93标准要求,且不会出现无功过补.实现了基于谐波抑制与无功补偿的用户层电能质量智能化控制.所做工作可为探索电能质量智能化管理提供研究基础.     

考虑配电网电能质量改善的分布式光伏优化调度方法

针对配电网中存在的电压越限、谐波畸变、三相不平衡等问题,从综合改善多电能质量问题的角度出发,研究了一种配电网分布式光伏优化调度模型及其求解方法。首先,分析了分布式光伏并网逆变器进行无功功率、谐波电流及不平衡功率补偿的控制方案;在此基础上,以可调度分布式光伏的三相功率及谐波电流输出为控制变量,基于配电网三相基波及谐波潮流方程,建立了最小化网络损耗、不平衡电压以及谐波电压的最优潮流模型;然后,提出了一种潮流计算与优化计算交替迭代的两阶段优化求解算法,对非凸非线性的最优潮流模型进行变量削减,并将其转换为凸二次约束二次规划模型从而实现高效求解;最后,通过一个162节点三相配电网进行算例分析,结果表明,根据最优潮流模型结果对分布式光伏进行调度后,配电网谐波畸变、三相不平衡以及电压越限问题得到了有效改善,且两阶段优化求解算法的计算效率也满足配电网调度时间要求,验证了所提分布式光伏优化调度方法在改善配电网电能质量方面的有效性。     

考虑配电网电能质量改善的分布式光伏优化调度方法

针对配电网中存在的电压越限、谐波畸变、三相不平衡等问题,从综合改善多电能质量问题的角度出发,研究了一种配电网分布式光伏优化调度模型及其求解方法。首先,分析了分布式光伏并网逆变器进行无功功率、谐波电流及不平衡功率补偿的控制方案;在此基础上,以可调度分布式光伏的三相功率及谐波电流输出为控制变量,基于配电网三相基波及谐波潮流方程,建立了最小化网络损耗、不平衡电压以及谐波电压的最优潮流模型;然后,提出了一种潮流计算与优化计算交替迭代的两阶段优化求解算法,对非凸非线性的最优潮流模型进行变量削减,并将其转换为凸二次约束二次规划模型从而实现高效求解;最后,通过一个162节点三相配电网进行算例分析,结果表明,根据最优潮流模型结果对分布式光伏进行调度后,配电网谐波畸变、三相不平衡以及电压越限问题得到了有效改善,且两阶段优化求解算法的计算效率也满足配电网调度时间要求,验证了所提分布式光伏优化调度方法在改善配电网电能质量方面的有效性。     

风力发电系统网侧逆变器双闭环控制策略研究

针对风力发电系统经过并网逆变器与外部电网连接时,系统向电网输送的电能必须满足电网的电压和频率要求。在分析系统变流器的数学模型基础上,对网侧逆变器提出了一种基于无功电压调节的电压电流双闭环控制策略,通过调节无功实现系统母线电压幅值稳定,也实现了系统有功无功解耦控制,且输出电流谐波含量少,使系统向电网输送稳定、恒频率的电能。经过仿真分析,在负载变化情况下系统可实现稳定控制及具有良好的电流鲁棒性,有效验证该控制策略的可行性和准确性,对风力发电并网技术研究具有一定的实用价值。     

电网谐波与无功电容器组的关联性分析

利用皮尔逊积矩相关系数分析方法将电网谐波电压畸变率与电网运行参数之间的关联性相结合,给电能质量数据分析与预警提供了一种新思路。分析计算结果表明,电网谐波畸变率与无功电容器组的投入量两者之间具有高度相关性。最后,基于分析结果对电网的无功电压优化控制提出了合理建议。     

改进型的i_d-i_q谐波检测方法研究与仿真

准确、快速、易于实现的谐波检测方法对有源电力滤波器的控制十分重要。在总结现有谐波检测理论的基础上提出了一种谐波检测方法,该方法不受电源电压畸变影响。通过对三相电源电压的预处理分离出电压正序分量,进而利用d-q变换实现了电流基波正序有功分量的准确检测。研究结果表明,该算法在理想电网电压和畸变电网电压条件下,均能获得正确的基波正序有功和无功电流,为在有源电力滤波系统中实现对谐波电流、无功电流和不对称分量的综合补偿提供了合理的参考指令电流。     

弱电网且谐波畸变背景下分布式电源并网系统谐振抑制

分布式可再生能源接入配电网远端场景下,并网逆变器系统可能同时受到弱电网较大内阻抗及其背景谐波的影响,而仅优化并网逆变器的控制设计却不易有效解决这一问题。提出一种弱电网且谐波畸变背景下分布式电源并网系统谐振抑制方法。该方法将并网逆变器电网电压全前馈控制与并联接入的有源阻尼器相融合,利用前者抑制谐波电压畸变的影响,利用后者重塑并网系统的输出导纳,抑制并网系统与弱电网间的谐振。同时,给出有源阻尼器虚拟电阻阻值的设计方法以及提升并网系统的截止频率的方法。基于Matlab/Simulink的时域仿真结果表明,所设计的并网系统既能够有效抑制谐波电压畸变引发的并网电流畸变,也能够抑制因网侧导纳存在而引起的谐波谐振。     

基于准比例谐振控制的三相并网逆变器谐波补偿方法研究

针对电网不平衡和畸变条件下,传统并联谐振谐波补偿并不能有效抑制电网谐波引起的参考电流谐波对逆变器输出电流的影响的缺点,提出了一种改进型并联准比例谐振（QPR）谐波补偿方法,有效抑制了电网电压谐波引起的参考电流谐波。仿真结果表明,改进型谐波补偿方法有效地降低了并网电流的总谐波畸变率,提高了逆变并网系统的电能质量。     

Two‐loop power‐flow control of grid‐connected microgrid based on equivalent‐input‐disturbance approach

This study employed the equivalent‐input‐disturbance (EID) approach to devise a two‐loop power‐flow control system that controls the output current of an inverter so as to regulate the flow of active and reactive power between a distributed generation unit and a utility grid. It actively eliminates disturbances that degrade the power quality of a microgrid. The pq theory and an all‐pass filter are employed to generate an instantaneous reference current for the control system based on the prescribed active and reactive power of a utility grid terminal. The inner loop consists of a disturbance compensator and a state observer. The disturbance compensator uses information acquired from the state observer to estimate disturbances, such as drops and harmonics in the grid voltage, and compensates for them by incorporating the equivalent input disturbance into the control law. The outer loop consists of a resonance‐based internal model and a state‐feedback controller, which enables the output current of inverter to track the instantaneous reference current. The small‐gain theorem ensures the stability of the system. The system improves the power quality and guarantees that the flow of active and reactive power from the grid and inverter has low harmonic distortion. Simulations demonstrated the effectiveness of the system. © 2014 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

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。     

虚拟同步机接入弱电网的电能质量新问题及谐波抑制方法

对比了VSG和传统电流型并网逆变器（TGCI）接入弱电网下的谐波域模型,发现传统谐波电流抑制方法并不适用于VSG,同时弱电网条件下非线性负载谐波电流和电网谐波电压对VSG谐波输出阻抗的要求是相互矛盾的,进而导致VSG接入弱电网下的问题更加复杂。提出一种阻抗重塑型谐波电流抑制方法来提升VSG接入弱电网的友好性,主要包含无源和有源部分,有源部分是通过公共耦合点（PCC）电压和附加电压两个变量的适当负、正前馈,增加从电网侧到VSG的谐波阻抗,同时还减小PCC到VSG的输出阻抗,有效地解决VSG接入弱电网的并网电流畸变严重的难题。最后,搭建了10 kW的VSG样机平台验证了所提方法的有效性。