关于瞬时无功功率理论的探讨

通过瞬时无功功率P-Q理论(IRP)及电流物理分量理论(CPC)在电网电压、电流为正弦的三相三线制不对称电路中的应用的对比,表明瞬时无功功率理论的分析结果与电路中的某些功率现象不一致:即无功功率Q为零时,瞬时无功电流可能不为零;有功功率P为零时,瞬时有功电流不为零;电源电压为正弦,负荷为非谐波源时,瞬时有功电流和瞬时无功电流中都包含三次谐波分量。瞬时有功功率p、瞬时无功功率q与有功功率P、无功功率Q及不平衡功率D之间的关系说明p、q分别与多个功率现象相关,仅用P、Q的瞬时值不能无延时的辨识三相负荷不对称系统的功率特性。这一结论对有源电力滤波器的控制算法具有重要意义。     

含四桥臂H桥变流器的不对称配电网综合补偿方法

为解决配电网电力电子设备存在的功能单一、利用率低、造价高及协同难等问题,提出含四桥臂H桥变流器的不对称配电网综合补偿方法。在静止无功发生器的中性点增设级联H桥对地支路的新型综合补偿装置结构,为接地故障和三相对地参数不对称的补偿电流提供流通回路,考虑配电网三相对地参数不对称和三相负荷不平衡的影响,将有功和无功功率补偿、三相不平衡负荷补偿和三相对地参数不对称电流以及接地故障电流补偿等功能集成至同一套补偿装置。在分析各功能的原理及相互作用机理的基础上,提出基于分序解耦控制的多目标协同控制策略,以及三相对地参数不对称电流补偿与接地故障电流补偿的切换方法。正常运行时,综合补偿装置动态补偿配电网有功功率和无功功率、三相不平衡负荷及三相对地参数不对称电流;接地故障时,三相对地参数不对称电流补偿切换至接地故障电流补偿。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

一种低压无功补偿新方案——“混补”

1引言在交流380V三相输配电系统中,影响无功功率的主要因素除了电压、电流、功率因数、谐波含量以外,还有一种以往常被忽视的因素——三相负荷不对称。随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,居民生活用电的结构和用电量发生了根本的变化,已经从过去单一的照明用电变为以空调、电取暖器、电热水器、洗衣机、冰箱、电视机和电炊具等家用电器为主的生活用电,不但居民用电量大幅增加,而且感性无功功率增大,造成电网功率因数下降。另外,由于居民生活在作息时间、个人爱好、经济条件等方面的差异,居民生活用电的随机性亦大大增加,负荷的峰谷差绝对值很大。目前,居民楼大多为单相供电,每幢居民楼之间的用电差异势必造成三相用电负荷(有功功率、无功功率等)不均衡。三相用电负荷的不均衡,势必造成配电变压器不平衡运行,使中线电流增大,增加变压器的铜损、铁损,使变压器的运行效率降低,影响变压器的安全运行。随着人们对供电质量的要求不断提高,电力系统对低压无功补偿提出了更高的要求,对公用变压器而言,不但要实行三相无功功率补偿,还要根据三相无功功率不平衡的情况进行分相无功补偿,以达到最佳无功补偿效果。由此可见,传统的三相共补方式已不能满足要求,这就提出了一种由“...     

介绍日本霍尔T-150-VAR三相无功变送器

国产FS-15三相功率变送器,用于三相平衡工频电路中,可测量线路、发电机、变电所等供电系统的三相有功及无功功率之用,并能反映线路功率输送方向。但由于FS-15型变送器使用晶体管分立元件及采用印刷电路,体积大(相当于二只盒式三洋录音机),而且在进行三相无功功率测量时,对三相电流不平衡线路将会有较大的测量误差。宝钢电厂从日本引进的T-150型功率变送器利用霍尔电压来测量功率,结构简单,体     

基于序分量法的D-STATCOM直接功率控制策略研究

将基于序分量法的P-DPC引入到配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)的控制研究中,来解决传统预测直接功率控制策略只可控制补偿负荷无功功率的问题。将电网电压不对称因素考虑在内,利用瞬时对称分量法对各个采集电气量进行序分解,构建正、负序等效电路。无功和三相不平衡负荷补偿时,根据序网络等效电路分别推得正、负序功率预测模型。基于正序功率预测模型的P-DPC算法控制D-STATCOM补偿负荷无功,而基于负序功率预测模型的D-DPC算法控制补偿负荷所需负序电流。两种算法相互牵制,严格控制了D-STATCOM的输出电流,消除了装置在电网电压不对称时可能产生的过流威胁,实现了负荷无功和平衡化补偿。仿真结果表明,不论电网电压对称与否,该控制策略都能良好地补偿负荷的无功和负序电流,确保电源侧三相电流平衡且单位功率因数运行。     

配电台区负荷不平衡与无功综合补偿方法研究

针对配电台区三相负载不平衡导致的配电台区电能质量及运行可靠性降低问题,提出一种基于对称分量变换原理的综合补偿负载不平衡与无功的方法,在现有台区无功补偿装置基础上建立了以晶闸管投切电容器(TSC)支路为基本结构的Δ-Y混合补偿回路。依据补偿后系统三相对称电流、无功电流为零的补偿思路,通过对负载电流、补偿电流进行对称分量变换及分析,建立符合配电台区及补偿回路特点的不平衡及无功综合补偿模型,只需测量补偿前各相负荷的有功及无功功率,即可快速准确计算补偿元件参数,实现不平衡负载及无功的综合补偿。通过仿真和实验,证明了该补偿方法的有效性、实用性和准确性。     

无功和三相负荷不平衡的序分量法补偿控制

将静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)并入电网来补偿无功功率和配电网三相负荷不平衡。通过对称分量法和叠加原理,对配电网三相负荷不平衡情况下正序、负序等效电路进行分析,提出一种新的正、负序补偿电流叠加补偿控制方法。正序控制环采用δ-θ控制,实现配电网无功功率补偿和保持STATCOM直流侧电压稳定;负序控制环采用φ-θ控制,实现STATCOM补偿三相负荷不平衡产生的负序电流,使电网侧三相负荷保持平衡。仿真和实验结果表明,该方法可以有效地补偿电网无功功率和三相负荷不平衡。     

基于瞬时对称分量法的电网无功补偿方法

针对电网无功补偿需测量相角,无法实现实时补偿的问题,提出一种实时求取系统无功功率的方法,它将瞬时无功理论和对称分量法相结合,利用实时序分量功率实现系统无功补偿,并将其应用在有电弧炉的配电网系统中。MATLAB仿真表明:该方法可以实现三相不平衡系统的无功功率补偿且没有时间延迟,从而保证了无功功率的稳定,解决了无功功率波动引起的电压波动问题。     

配电网三相不平衡补偿装置的研究

为了解决中、低压配电网系统中普遍存在的三相负荷不平衡问题,利用晶闸管控制电抗器和固定电容器组相结合的补偿方式来进行负荷不平衡和无功功率的综合补偿。根据三相不平衡补偿原理,可以由负载的三相线电流获得需要补偿的电纳值;利用分相调节模式,可以提供三相分别控制的、连续平滑变化的等效电纳值,通过调节静止晶闸管的触发角,获得电纳的给定值,达到补偿效果。仿真结果表明,该装置可以对三相不平衡负荷同时实现无功功率补偿和负荷平衡化。     

新型三相不平衡负荷无功补偿算法

针对三相不平衡负荷会对电网安全运行造成巨大危害,建立了三相四线制下不平衡无功补偿算法。该算法简单实用,在仅知补偿前三相有功功率及无功功率的情况下就可确定各相所需补偿值,而且补偿后电网损耗大大降低。通过设计实验方案,搭建物理实验平台,最终用实验数据的分析和仿真验证了该算法。实验结果表明该算法可对三相不平衡负荷,同时实现无功功率补偿和负荷平衡化,获得较好的电能质量,并达到较好的节电效果。     

基于单周控制的三电平三相四线制有源电力滤波器

针对电力工业三相四线制系统的零线电流、谐波、无功功率和三相不平衡问题,以及高电压、大容量有源电力滤波器APF(Active Power Filter)控制方案复杂的问题,提出一种单周控制的三电平三相四线制APF,其产生的补偿电流与负载的有害电流分量大小相等、方向相反,从而使得经该APF补偿后,电源电流只含有负载电流的基波有功分量。主电路采用三相三桥臂结构的三电平二极管箝位变换器,既无需升、降压变压器,也无需动态均压电路;控制策略采用单周控制,其兼有调制和控制的双重性,控制器结构简单,具有控制精度高、补偿效果好,滤波器工作于恒定开关频率的特点,适合推广到工业应用。在建立数学模型的基础上进行了仿真研究,仿真结果证明其能有效地补偿系统谐波、零序和无功电流,从而提高输电线功率因数和传输效率。     

一种新型静止无功发生器单周控制仿真研究

静止无功发生器是柔性交流输电系统中重要的电力电子装置,针对控制方案复杂的问题,提出一种单周控制的三相四线制静止无功发生器,它可以有效的解决电力工业三相四线制系统的零线电流、无功功率补偿和三相不平衡问题。具有控制器结构简单、控制精度高、补偿效果好的特点。在建立数学模型的基础上进行了仿真研究,仿真结果证明其能有效地补偿系统谐波、零序和无功电流,从而提高输电线功率因数和传输效率。     

新型不对称负荷补偿装置控制研究

针对电力系统不对称负荷日益多样性的状况,将瞬时无功功率理论应用于提高功率因数和补偿三相不平衡的静止无功功率补偿装置（Static Var Compensator）控制之中,提出了一种基于新算法的SVC补偿控制方法。该算法以对称分量法为理论支撑,通过对负荷电流进行基波有功分量和无功分量的解耦,利用分离出的无功电流计算理想补偿导纳,简化了传统的不对称补偿算法。采用Matlab/Simulink对所提出的控制算法进行仿真建模,建立对晶闸管相控电抗器（TCR）并联电容型SVC的控制,仿真结果证明了所提方法的正确性和可行性。     

含不平衡负荷的微电网中并网逆变器的滑模控制策略

为改善含不平衡负载的微电网的运行性能,通过在静止坐标系中建立带不平衡负载的并网逆变器数学模型,以电压输出平衡和正序有功/无功功率输出平稳为控制目标,针对微电网中的并网逆变器提出了一种滑模补偿策略。基于积分切换函数的滑模功率控制器直接控制并网逆变器输出的有功、无功功率;基于指数趋近率的电流滑模控制器直接补偿由微网内不平衡负荷导致的负序电流分量。并网逆变器除向电网传送功率外还参与微网电能质量控制。仿真结果验证了所提控制方法的稳定性和有效性。     

三相四线有源电力滤波器控制算法仿真研究

对三相四线有源电力滤波器控制算法进行研究,在电流检测部分针对三相四线制系统中零线的存在,首先提取出零序电流分量,然后利用三相三线制系统中基于瞬时无功功率理论的ip、iq检测法进行检测,即可实现三相四线制系统中的电流检测;在补偿电流控制部分采用新型的3D SVPWM技术。在3D SVPWM技术中,零矢量变为零轴上的正向和负向电压矢量,对逆变器的输出有影响。3D SVPWM技术合理利用两个零矢量对输出的影响,解决了三相四线制系统中的中线电流问题,实现了对不平衡电流的补偿。文中给出了仿真实验的结果,验证了该方法     

三相四线三电平静止无功补偿发生器在不平衡负荷下的新控制方法

在三相四线配电网络中存在着大量的无功与非线性负荷,低压静止无功补偿发生器在负荷平衡的情况下,无功补偿效果较好,而在负荷不平衡的情况下,往往补偿效果不太理想。本文提出了一种对三相四线三电平静止无功补偿发生器在不平衡负荷下的新控制方法,可以在三相四线系统中负荷不平衡的情况下,较好地补偿无功电流。本文在Matlab/Simulink环境下搭建了仿真模型,并对比了所提方法与传统方法在负荷不平衡情况下的补偿效果。仿真结果表明,在三相四线系统中,本文所提的方法能够有效地补偿三相无功功率,并且对负荷不平衡情况下的无功补偿效果良好。     

新型不对称负荷补偿装置控制研究

针对电力系统不对称负荷日益多样性的状况,将瞬时无功功率理论应用于提高功率因数和补偿三相不平衡的静止无功功率补偿装置(Static Var Compensator)控制之中,提出了一种基于新算法的SVC补偿控制方法.该算法以对称分量法为理论支撑,通过对负荷电流进行基波有功分量和无功分量的解耦,利用分离出的无功电流计算理想补偿导纳,简化了传统的不对称补偿算法.采用Matlab/Simulink对所提出的控制算法进行仿真建模,建立对晶闸管相控电抗器(TCR)并联电容型SVC的控制,仿真结果证明了所提方法的正确性和可行性.     

有源不平衡补偿装置的3次谐波电流抑制方法

有源不平衡补偿装置可以完全实时补偿低压配电网三相负荷的不平衡功率,但是不平衡补偿功率会导致补偿电流发生畸变。分析了补偿电流发生畸变的机理,指出有源补偿装置输出的负序功率将导致直流侧电压的二倍频波动,进而通过直流电压自励控制环路在补偿电流指令中引入了3次谐波分量。提出了一种阻断直流电压二倍频波动传递环路的3次谐波消除方法,实验结果表明了这种方法的有效性。     

基于串联电压补偿控制法的农网低电压治理综合调控方法研究

提出一种基于串联电压补偿控制法,解决针对配网末端低电压问题。设计了一种新型的线路电压调节控制装置,当线路供电电压超出允许范围时,通过串联电压到线路中提升线路电压,同时,结合基于SVG+并联电容器的综合补偿器,实现三相负荷不平衡治理和无功功率补偿。经实例验证,该方法能够有效提升线路末端电压质量,同时改善了三相负荷不平衡和无功功率不足,减少了线路损耗;结果表明,该方法具有良好的治理效果和经济性。     

基于Fryze时域无功定义的无功电能的准确计量

针对目前无功功率计量算法在非正弦不平衡条件下的无功功率计量方面准确性的不足,在Fryze时域无功定义的基础上提出了一种适用于非正弦不平衡三相三线制系统的无功功率计量理论。根据Fryze时域无功定义将三相瞬时电流分解为有功电流分量和无功电流分量,并对三相瞬时电压和无功电流分量进行快速傅里叶变换,得到各次谐波无功功率的大小和方向,从而实现对非正弦不平衡三相三线制系统无功电能的准确计量。该方法将无功功率分为正向无功功率和反向无功功率,避免了同一谐波源产生的不同次数谐波的感性无功与容性无功相互抵消的情况。最后通过Matlab仿真验证了这一结论,为非正弦不平衡条件下系统无功电能的准确计量提供了理论依据。