基于正交特性的广义无功电流分解与检测

为克服基于瞬时无功功率理论的无功谐波电流检测法的不足,利用广义有功与无功分量间的正交特性,推导出电导性比例系数K的计算公式及其简化算法;提出了一种适用于任意波形周期性电压电路的广义无功电流检测方法。该方法无需坐标变换、锁相环及滤波器,计算量少,适用范围广,有较好的实时性。对正弦电压感性负载、非线性负载以及电压畸变3种电路的仿真验证及与基于瞬时无功功率理论的ipiq检测法进行比较的结果证明了该方法的正确性与适用性。     

基于瞬时电压矢量定向的有源电力滤波器补偿电流检测

结合电力系统无功补偿与谐波治理的基本原则,对基于瞬时无功功率理论的传统谐波电流检测方法在有源电力滤波器中的应用进行了简要分析,进而提出了以电网电压为参考基准,以实现各种非线性负载及阻感、阻容性负载向纯电阻性负载转换为目的的负载电流波形和相位治理原则,并详细阐述了基于瞬时电压矢量定向的补偿电流检测方法。该方法克服了传统方法在电网电压畸变时补偿后电流不能跟随电网电压波形的不足,避免了有源电力滤波器补偿电流过大及畸变无功功率倒送电网现象的出现,同时该方法具有频率自动跟踪、相序自适应等特点。最后,通过仿真和样机试验验证了该补偿电流检测方法的优越性。     

电阻负载单相全波整流电路无功分量的一种图解方法

目前的功率理论难以适应用途广泛的相控整流电路。现通过分析交流电能传输过程,指出交流纯电阻负载也伴随着瞬时无功能量流。先由Poynting方程导入电磁能量传输概况、用Lissajous图形量化瞬时有功和瞬时无功能量流,再基于纯阻负载单相全波相控整流电路的网侧电压波形和电流波形,绘出立体图及其投影分图来解析瞬时有功功率和无功能量流。提出以三角形面积来计算无功能量流的新方法,可为相控整流电路的无功辨识和无功补偿提供参考。     

反电势负载单相全波整流电路无功功率的图解法

当整流电路所带负载为蓄电池时,其电路工作状况和无功功率计量均与纯阻负载有所不同。为此,提出一种单相相控整流电路带反电势负载的无功功率图解法,通过网侧电压、电流和对应磁通波形绘制三维Lissajous图形,并利用其投影三角形的面积来分析无功能量流。该方法可为单相相控整流电路的无功功率测算及功率补偿提供参考。分析结果表明,所提反电势负载的无功功率图解法简单直观,且有较好的实时性。     

非正弦条件下一种无功补偿的改进方法

非线性负载的广泛应用和晶闸管器件的大量出现,使电网波形产生严重的畸变,谐波干扰不仅增加了电网的损耗,降低电压质量,也对无功补偿带来许多问题。当前,电力部门为节能和改善供电质量,正大力加强无功补偿工作,因此非正弦条件下的无功补偿,也成为人们非常关心的一个问题,它涉及到对无功功率的定义、测量和分析方法等问题的研究。本文在电流的时域分析基础上,提出一种改进的补偿方法,对于同时含有感性和容性负载的电路,可以取得更好的补偿效果。     

基于多重三电平桥结构的静止无功发生器

针对一般电压源逆变器拓扑在静止无功发生器(SVG)逆变电路中输出电压质量的不足,提出了一种多重三电平桥结构.采用瞬时无功功率理论,分析了基于该拓扑结构的静止无功发生器实现无功功率控制的等效电路及工作原理.并设计了一种基于电流直接控制的控制方法,采用双闭环反馈控制策略.通过三角波比较方式的脉冲宽度调制技术对电流波形的瞬时值进行控制.经过对系统主电路进行仿真分析.获得了较高的逆变器输出电压质量和准确的三相无功指令电流,同时得到了补偿后网侧电压和电流的波形,电压和电流基本同相位,实现了对无功功率的有效补偿.     

独立运行无刷双馈发电系统负载侧变换器暂态无功电流补偿

独立运行的无刷双馈发电系统在突加阻感性负载时,定子功率绕组输出电压产生的瞬时电压跌落过大不能满足供电质量的要求,该文通过负载侧变换器补偿负载无功电流以减小瞬时电压跌落幅值并使之快速恢复。文中分析了突加阻感性负载无功电流和发电机输出端电压的瞬态特性,指出补偿暂态无功电流分量会加重端电压的暂态不平衡,提出了暂态过程只补偿稳态无功电流分量的补偿策略,并采用改进的无功电流检测算法以及滑动均值滤波器提高了检测无功电流稳态分量的快速性。实验结果验证了补偿策略的有效性。     

电阻负载单相半波整流电路无功功率的图解分析

纯电阻负载的相控整流电路没有储能元件,但因含无功分量导致网侧功率因数较低,而现行功率理论对该现象仍然具有不适应性。对纯电阻负载的单相半波相控整流电路进行分析,基于网侧电压电流值绘出立体图及其两投影分图来解析瞬时有功和无功功率,提出了以计算三角形实际有效面积来计算无功功率的方法,具有简捷、实时的效果,可为相控整流电路的无功辨识和无功补偿提供参考。     

三相电路中功率现象的解释及无功功率的分类

该文对三相电路的功率现象进行了详细的物理分析，并指出：三相瞬时有功功率之和不为常数是电源电压为非正弦及不对称所必须付出的代价；提出了在非正弦及不对称电路中，三相电路(包括三相三线制和三相四线制)中不仅存在相间无功流动，而且可能存在电源与负载间的无功流动的观点，并在通用瞬时功率理论的基础}，给出了基于最小能量传输损失的三相相间流动的无功功率、三相电源与三相负载间流动的无功功率定义。文中所定义的相间流动的无功电流、三相电源与三相负载间流动的无功电流以及有功电流之间具有两两正交的关系。如果忽略电源与负载间的无功流动，则通用瞬时功率理论与赤木泰文瞬时无功理论一致。     

自关断器件控制的电容器无功动态补偿装置

为了满足就地随机补偿的要求,提出一种自关断器件控制的电容器(SDCC)无功动态补偿装置。对调整电容器电压的无功功率动态补偿电路原理进行了论述,采用反向阻断器件组成开关电路,由开关电路调整补偿电容器的充放电电压,实现用电容器对负载无功功率补偿的动态控制。用实例对调整电容器电压无功功率动态补偿电路中的工作原理、工作过程和主要器件参数的选择进行了分析和阐述。经样机验证SDCC无功动态补偿装置可满足就地随机补偿的要求。     

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。     

一种基于改进型ip-iq方法的有源滤波器

在瞬时无功功率理论的基础上,提出一种基于改进型ip-iq谐波电流检测方法的有源滤波器。改进型检测方法用简单的积分、延时加增益环节来代替传统ip-iq方法中的低通滤波器,将检测延时减少到1/6个电源周期。同时这种检测方法还可以推广到单相、三相4线电路和三相不平衡负载的场合中。电流跟踪控制采用滞环比较方式,实际补偿电流能够实时精确跟踪谐波指令电流。采用能量平衡原理实现了逆变器直流侧电压的控制。仿真结果表明,这种有源滤波器能够实时、有效地补偿系统的谐波和无功电流。     

An efficient a–b–c reference frame-based compensation strategy for three-phase active power filter control

The active power filter has been proved to be an effective method to mitigate harmonic currents generated by nonlinear loads as well as to compensate reactive power. In the implementation of a three-phase active power filter, it is crucial to have a procedure (i.e. the compensation strategy) to generate the reference compensation currents by its control circuit. This paper proposes a simple and efficient a–b–c reference frame-based strategy to determine the reference compensation currents for both three-phase three-wire and three-phase four-wire active power filters. Simulation and experimental results show that the proposed compensation strategy yields a simpler design of the control circuit than those obtained by using the conventional instantaneous reactive power theory (i.e. p–q theory). A competitive active filter performance is also achieved.     

PWM控制瞬时值比较法的稳定性分析

有源电力滤波器(APF)是补偿电力系统谐波及无功功率的重要装置,其电流跟踪控制电路中的控制方法对其性能有很大的影响.定时控制的瞬时值比较法存在局部稳定性问题,为此本文提出了一种双向互补的瞬时值比较法,并对其进行了稳定性分析.结果表明,与传统的定时控制瞬时值比较法相比,它扩展了系统的稳定区域,降低了补偿电流误差.把它用于单相并联型APF,仿真结果验证了理论分析的正确性.     

一种新型斩波AC/DC/AC变换的单相DVR

针对输入侧采用不可控整流AC/DC/AC结构的单相动态电压恢复器(DVR)输入侧功率因数低,谐波含量高等问题,提出了一种基于PWM斩波变换器的动态电压恢复器来补偿负载两端电压的跌落。该新型拓扑结构采用PWM斩波控制节省了直流侧电容,简化了滤波器设计,使输入侧线路中谐波含量降低,同时达到单位功率因数;电压检测采用单相信号构造成两相信号,利用瞬时无功理论对信号进行检测与处理,实时性高;搭建MATLAB/Simulink仿真和系统实验平台,验证其合理性和可行性。     

用于强非线性负荷的瞬时无功与谐波电流检测算法研究

为解决强非线性与类随机性负荷下的瞬时无功与谐波补偿问题,综合应用ip-iq法和p-q法,提出了一种有效的瞬时无功与谐波电流检测算法。该算法适用于任意工况的三相电路,包括三相四线制电路、电压非对称正弦或含有谐波等情况。理论推导和仿真证明了该算法的正确性和有效性。同时,将该算法进行推广,可实现对任意次谐波正序或负序有功、无功电流的有效提取。     

基于a-b-c坐标下三相并联有源滤波器的补偿新策略分析

并联有源滤波器在消除谐波电流和无功补偿(包括线性负载和非线性负载的无功补偿)方面发挥着重要的作用。目前,电力有源滤波器(APF)多采用基于瞬时无功功率理论的谐波和无功电流检测方法。这些方法大多要进行坐标之间的转换,并且在三相电路、电源都不对称的情况下很难做到对基波无功和高次谐波电流的准确检测。提出一种不需要在进行坐标转换,直接在坐标系下进行无功和谐波检测的方法。研究和仿真表明这种方法在电压源不对称、畸变和负载不平衡的情况下仍能有效工作,并且有效简化了并联有源滤波器(APF)的控制电路。     

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。