基于级联H桥变流器和dq变换的配电网故障柔性消弧方法

为解决配电网单相接地故障消弧的难题,提出一种基于级联H桥变流器和dq变换的柔性消弧新方法。配电网的三相经级联H桥变流器接地,柔性控制非故障相变流器经连接电感注入电流,补偿接地点的电弧电流,抑制故障相恢复电压,促进电弧快速熄灭、不易重燃。为了实现对稳定性和间歇性电弧接地故障电流的全补偿,结合级联H桥变流器的特性,提出一种基于dq坐标变换的故障谐波及暂态电流分量的检测方法。根据级联H桥变流器注入电流对接地故障电流、故障相恢复电压的作用机理,研究各类电弧接地故障的统一柔性消弧方法,仿真结果表明所提消弧方法的有效性,可以提高配电网接地故障熄弧率,促进柔性交流输电(FACTS)技术在智能配电网接地故障保护中的研究与应用。     

基于三相综合补偿的四桥臂逆变器控制

针对四桥臂逆变器,提出了基于三相综合补偿的四桥臂控制方法.分析了四个桥臂在逆变过程中的作用,形成了三相综合补偿策略.该补偿策略用第四桥臂补偿输出不平衡因素,形成第四桥臂和各相桥臂综合补偿相电压的模式,发挥出四桥臂结构的优势,在阻性(或感性)不平衡负载条件下,增强了控制能力.基于三相综合补偿策略,文中针对电感电流为正弦波的特征,采用积分算法逼近电感电压,构造闭环控制结构,并给出四个桥臂的控制方法.该控制方法避免了微分算法引入的高频干扰和通用滤波算法引入的相位偏移,确保了输出电压收敛于理想波形.仿真结果验证了四桥臂综合控制方法的有效性.     

电网不对称时四桥臂整流器的控制方法研究

电网不对称时,四桥臂整流器的直流侧电压含有二次谐波.分析四桥臂整流器的功率关系后,得出四桥臂整流器输入功率含有二次脉动功率,二次脉动功率是导致整流器直流侧电压含有二次谐波分量的根本原因.为了抑制直流侧电压的二次谐波,提出了四桥臂整流器的直接功率控制策略.在控制策略上,将产生脉动功率的功率指令值设为0,根据功率指令值算出内环的指令电流,零序电流指令值也设为0.为了实现整流器单位功率因数运行,无功功率指令设为0.根据仿真模型研究了两种工况下四桥臂整流器的特性,仿真实验结果表明采用控制算法能有效地抑制直流侧电压的二次谐波.     

基于三相级联H桥变流器的配电网接地故障分相柔性消弧方法

中性点非有效接地配电网长期存在单相接地故障消弧难题,传统柔性消弧方法利用实时检测的电源电压计算注入补偿电流值,通过控制连接于配电网中性点的单个有源逆变器实现消弧,已有方法需进行故障选相并且逆变器需通过Z型变压器及升压变接入配电网。提出基于三相级联H桥变流器的配电网接地故障分相柔性消弧新方法,三相级联H桥变流器通过连接电感直接挂接在各相线,发生接地故障时,利用实时检测的相电压计算注入补偿电流值,分相控制级联H桥变流器注入补偿电流,控制故障点电压为零,实现接地故障消弧。仿真结果表明该方法可灵活、有效地补偿接地故障电流,抑制接地故障电弧重燃。且采用单相或三相级联H桥变流器进行故障消弧时,不需要进行故障选相。     

基于三相四桥臂的双模式变流器控制策略研究

针对微网系统在离网模式下,给不平衡负荷供电之一问题,文中采用三相四桥臂作为双模式变流器拓扑,并设计了并网与离网双模式工作及并离网模式切换的控制策略,可解决离网模式下不平衡负载引起的电压不平衡问题。根据不同模式下三相四桥臂变流器的数学模型,采用电网电压定向的电感电流闭环控制策略实现并网模式运行,采用双同步旋转坐标系下的正负序电压控制以及零序电压的比例谐振控制策略实现离网模式运行。同时,采用一种控制模式的平滑切换方法来实现并网与离网两种模式的独立运行。最后,通过仿真对采用的双模式变流器控制策略进行了验证。仿真结果表明,采用的双模式控制策略在并网模式下可以准确跟踪功率指令,在离网模式下可有效抑制不平衡负载的扰动,实现输出电压平衡。在并离网切换过程中,该控制方法能够减小负载电压变化与输出电流的冲击,实现负载的不间断供电。     

面向独立供电系统的四桥臂电流源变流器3D-SVPWM方法

针对传统电流源变流器的调制方法无法实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且会有较高的共模电压的问题,提出了一种三相四桥臂电流源变流器的三维空间矢量脉宽调制（3D-SVPWM）方法,并将其应用于三相四线制独立供电系统。首先,定义了三维电流空间矢量,分析了不同电流空间矢量对应的共模电压。其次,提出了判断参考矢量所在四面体的方法。然后,通过优化空间矢量顺序,提出一种低开关动作次数下有效减小共模电压的空间矢量顺序。最后,实验表明所提3D-SVPWM方法能够实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且能有效降低共模电压。     

不平衡负载条件下三相四桥臂变流器的改进分序控制

为改善独立供电系统中负载不平衡带来的电能质量问题,提出了一种适用于三相四桥臂变流器的改进正序、负序及零序独立控制策略。该方法包括基于降阶广义积分器的快速正负序分离,以及正序与负序双同步旋转坐标系下的闭环控制算法。针对零序分量的基波频率脉动特性,采用比例谐振调节器对零序电压、电流进行控制,简化了原有的分序控制算法。仿真与实验结果表明,该控制方案能有效抑制负载不平衡带来的扰动,保持负载电压平衡。所采用的零轴控制可有效降低零序输出阻抗。且该方案较易实现,显著提高了独立供电系统的供电质量。     

三相四桥臂微网变流器在离网不平衡负载下的控制策略及其实现

因三相四桥臂变流器在不平衡系统应用中的优势,采用其作为微网变流器拓扑结构。为改善微网系统离网工况下带不平衡负载时的供电质量,提出了一种改进分序控制方法。采用基于广义二阶积分器的正负序分离方法提取负载电压的正负序分量,再将其变换至对应的旋转坐标系进行控制。在独立的零轴控制中,引入比例谐振调节器,增强零序电压的控制性能,简化控制算法。最后,对所提控制方法进行仿真与实验验证。结果表明,采用该控制方案的四桥臂变流器能够在负载不平衡的情况下维持输出电压的平衡,增强离网条件下的运行性能。     

基于相位差的不对称配电网接地故障选相方法

在配电网中性点不接地及经消弧线圈接地系统中,针对传统接地故障选相方法未考虑泄漏电阻及三相不对称情况导致过渡电阻较高时选相错误的问题,论文提出了基于相位差的不对称配电网接地故障选相方法,考虑线路泄漏电阻及三相不对称参数,分析了故障相电压和故障前后中性点电压变化量的相位差与消弧线圈补偿状态及线路参数的内在联系,得出了接地故障选相判据,最后提出了配电网接地故障选相方法实现方案。在PSCAD/EMTDC仿真环境中搭建配电网接地故障模型,仿真结果表明在不同过渡电阻及消弧线圈不同补偿状态下判据均适用,验证了所提方法的可行性。     

基于前馈补偿控制的四桥臂逆变器研究

针对三相四桥臂逆变器在不平衡负载较大时所产生的三相输出电压不对称问题,本文采用前馈补偿加双闭环控制的方法来解决这一难点.根据四桥臂逆变器平均电流模型,在理论上得出了前馈补偿控制策略.在该控制方案下的Matlab仿真波形符合所要求的三相对称输出电压,因此体现了此方案的正确性.实验结果表明,当不平衡负载较大时,加入前馈补偿控制能够使逆变器输出对称的三相电压,从而验证了该控制方案的可行性.     

计及不对称补偿的配电网启发式孤岛划分搜索算法

基于配电网中多点测控信息分布,本文构建了以负荷节点为核心的负荷单元和以电源为核心的源点单元,开展了单元融合的孤岛动态划分算法。提出了基于潮流解的电压稳定裕度指标排序为节点单元融合提供了融合导向,最终形成合理的孤岛划分区域。并通过IEEE-33节点系统中利用简单故障和复合故障的设定证明了孤岛划分方案的可行性。并从服务工程实际角度出发,进行了配电网不平衡潮流校验,根据具体情况提出了利用光伏电源分散布置、分相投切的方式完成了不平衡功率的补偿,该方案能够为配电网故障后的孤岛运行提供工程指导。     

改进型配电台区无功综合补偿控制器

针对目前配电台区无功补偿控制方法仅补偿无功、不能有效调补负载三相不平衡的问题,应用对称分量法将负载电流进行变换及分析,建立无功及负载不平衡综合补偿模型。通过直接测量补偿前的三相负荷有功、无功功率获得计算所需补偿元件容量,控制投切对应的外接△、Y接线补偿网络元件组,实现对台区无功与负载三相不平衡同时补偿。在此基础上,对补偿控制器进行设计,完成无功与负载三相不平衡综合补偿的功能。仿真分析及实验证明所提无功及负载不平衡综合补偿方法正确、设计的控制器有效实用。     

H桥级联型多电平高压调速系统低速畸变补偿控制技术

H桥级联型多电平高压交流调速系统在低转速运行工况下,变频器处于低幅值调制比逆变状态,加之死区效应等非线性因素影响,导致变频器自身输出电压会出现严重畸变。针对这个问题,提出一种含定子电流畸变补偿的复合矢量控制技术,并详细介绍含畸变补偿矢量控制技术的设计原理与应用过程,包括转速变化情况下的电动机定子电流的谐波分量提取,以及畸变校正补偿的具体实现。同时,利用最小二乘法,推导出一种基于PID的时滞补偿器以改善系统响应输出特性。最后,在Matlab/Simulink中搭建仿真模型进行仿真研究,并在搭建的小型样机平台上进行试验验证,效果良好,仿真与试验结果证明了所提方法的有效性。     

低压大容量配电网无功与谐波综合补偿控制方法研究

针对目前配电网低压系统中常见的无功补偿和谐波治理装备难以兼顾无功与谐波综合动态治理的问题,结合配电网低压系统中的APF容量小以及DSTATCOM无法补偿高次谐波的现实,在多模块型并联主电路拓扑的基础上,提出了一种大容量的无功补偿和谐波治理的综合控制策略。将无功补偿和谐波治理的容量实时分解到不同频带内,通过不同的功率模块,实现动态无功调节和谐波的分频段补偿,有效提高了多模块型APF在大功率场合应用的灵活性。理论分析和仿真证明了无功和谐波分频段综合补偿的有效性和可行性。     

配电网电压无功综合补偿负载不平衡电容调节方法研究

配电网电压无功补偿受主电路结构影响,易产生节点电容负载不平衡现象.设计一种配电网电压无功综合补偿负载不平衡电容调节方法.建立补偿装置模型,设计4支路变流器主电路结构并统一为T型电路结构,完成各参数计算.为减少功率损耗、确定补偿点位置,利用补偿当量确定补偿容量,提高配电网的多种运行指标,引入电容的调节算法配合电源共同调压,改变无功投入的容量实现对电压的控制,进而实现电容复杂平衡.试验结果表明,配电网所有节点的电压值都能够达到合格值以上,电容负载不平衡度由60％降低到2.5％,说明设计的方法具有一定的有效性.     

考虑综合效益的低压配网台区无功补偿评估方法及其应用

目前低压配网台区无功补偿方案效益评估主要偏向经济效益而忽略电压质量问题,导致无功补偿方案优劣评估只考虑初始投资问题,本文提出了一种从电压质量及经济效益两个方面对低压配网台区无功补偿综合效益进行评估的方法。首先,建立电压质量指标体系并且对每一指标进行描述及定义,同时对无功补偿装置在使用过程中成本费以及节省的网损费分别进行评估,将产生净收益作为经济效益指标;然后,从无功补偿点和补偿容量两个维度设计不同的无功补偿方案并且对不同方案的综合效益进行比对;最后运用本文提出指标对实例进行分析,结果验证本文方法能够直观评估不同无功补偿方案综合效益优劣。     

一种规划态配网无功补偿估算方法

配电网无功补偿可以有效降低网络有功损耗,提高供电质量,降低网络运行费用。然而,规划态的配电网数据收集困难,特别是很难准确得到几年后系统的自然功率因数,使得规划期无功优化比较难于解决。根据规划导则首先求得现状年馈线的合理无功补偿度,然后基于该补偿度对规划期馈线进行无功补偿。实例计算分析表明了规划态配电网无功补偿估算方法的简洁和实用。     

配电网铁磁谐振综合抑制措施研究

10 kV系统铁磁谐振严重影响配网系统安全稳定运行,在考虑配网谐振抑制措施时研究者往往针对单独某一种措施进行分析。文中以曾经发生过铁磁谐振故障的某110 kV变电站10 kV系统为分析对象,在电磁暂态分析软件ATP-EMTP中建立仿真模型,考虑了消谐器、改变励磁特性、阻尼电阻3种抑制措施,分别对单一措施抑制效果和不同措施组合使用抑制效果进行了分析。分析表明,针对文中研究对象,不同抑制措施组合使用效果优于单一措施。不同抑制措施综合使用,为配网铁磁谐振的治理提供了新的思路。     

10 kV配电网络无功补偿配置

针对10KV配电网络辐射型特点,提出一种基于潮流计算和无功精确矩相结合的无功补偿方法.考虑了三种负荷方式:最大、最小、一般运行方式.为防止无功倒送,在最小运行方式下,以降低网损为目的,通过常规潮流算法和无功二次精确矩二者相结合的方法,确定初始补偿点及其补偿容量.然后根据电压合格率情况,对初步补偿方案进行调整,提高总体运行时的电压合格率.算例证实了该方法的合理性、简便性及实用性.