地磁感应电流作用下三相五柱变压器无功功率定量分析

无功功率作为电力系统运行重要指标,其波动影响电力设备的安全稳定运行以及整个系统的电压稳定。为分析三相五柱变压器在地磁感应电流作用下的无功功率分布,根据变压器的实际参数,通过串联电阻及电压补偿的办法,建立三相五柱变压器磁场-电路耦合有限元计算模型,对不同大小地磁感应电流下的变压器无功功率进行定量分析。通过计算三相五柱空载及额定负载下无功功率的分布以及单相自耦变压器无功功率,发现随着地磁感应电流的增大,三相五柱空载及负载无功功率特性曲线均大体呈线性增加,且单相自耦变压器相较于三相五柱变压器无功曲线对于地磁感应电流更为敏感。并结合不同芯柱结构变压器的磁路特点,分析了无功差异变化的原因。研究结果可为地磁感应电流作用下三相五柱变压器稳定运行提供参考依据。

基于无功功率控制的光伏逆变器电压调节策略研究

为解决光伏配电系统运行中的电压不平衡问题,提出了一种基于无功功率控制的光伏逆变器电压调节方法。首先,使用光伏逆变器吸收或注入无功功率,将无功功率作为电压函数控制电压幅值,解决电压不平衡问题。然后,将电压不平衡度保持在限定值以下,即将电压变化幅度保持在标准范围内。最后,通过IEEE 37节点系统配合使用真实光伏发电和负载需求数据进行仿真测试,验证了所提方法的实际性能。实验结果表明,所提方法能够有效地将节点处电压变化幅度控制在电压不平衡阈值内,并显著降低住宅光伏逆变器的运行压力,促进配电系统提升光伏发电能力。

海上风电交流海缆接入的无功功率配置优化研究

在海上风电接入方面,交流海电缆接入的无功功率配置优化扮演着极其关键的角色。基于此,文章对海上风电交流海缆建设进行概述,分析了无功功率优化配置原理,重点研究了无功功率优化配置策略及其可行性,以助力增强海洋风能的稳定性与经济效益,推进绿色能源的持续进步。

非正弦条件下无功功率定义分析与展望

非正弦电路中,有功功率定义已被公认,无功功率的定义却一直还没有定论。本文描述了在非正弦波形下有关无功功率的三种定义,其一是时域分析法,其二是频域分析法,其三是三相电路瞬时无功功率;对已提出的一些无功功率定义做了详细的分析和评述;最后总结了新的无功功率理论应该满足的要求。

基于LCC换流器高压直流输电系统的无功功率控制监视方法

分析了传统LCC直流输电系统无功控制(reactor power control,RPC)功能在工程实现中存在的逻辑和电气设计隐患。针对无功控制中缺少交流滤波器投切异常监视、测量参数异常监视等功能,提出了一种无功控制的监视方法。监视方法在起动程序内进行逻辑判断,根据结果进入正常运行程序或故障计算程序,实现了交流滤波器投切异常分析判断、交流滤波器投切状态判断、交流电压有效性检查、无功有效性检查、RPC震荡闭锁等功能,其中部分功能已运用于工程中,运行情况良好。

抑制风电场经LCC-HVDC并网系统交流过电压的无功功率分散协同控制方法

针对风电场经基于电网换相换流器的高压直流(LCC-HVDC)并网系统换相失败导致的送端交流过电压问题,提出了无功功率分散协同控制方法。首先,研究了换相失败期间送端交流系统公共连接点(PCC)处电压和盈余无功功率特性。然后,从PCC处电压和无功特性出发,基于无功-电压耦合关系及交流侧潮流方程,分别确定了基于本地功率电压特征的LCC整流站触发角及风电场站无功功率参考值,通过分散控制LCC和风电场实现协同抑制PCC处过电压的目的。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了风电场经LCC-HVDC并网系统模型并进行了仿真研究,结果表明所提出的分散协同控制方法可以有效抑制换相失败后恢复期间的交流过电压水平。

谐波情况下无功功率定义的分析与思考

正弦电流电路已有完备的功率体系,但非正弦电流电路的无功功率定义还存在很多争议和分歧。论文分析了传统无功功率的局限性,分别从频域和时域等角度分析了目前典型的无功功率定义及其优缺点,并给出非正弦条件下无功功率理论应具备的特点。

构网型逆变器与SVG并联系统无功功率协调控制策略

以静止无功发生器(static var generator,SVG)为例,针对构网型逆变器和SVG并联系统的电压稳定性问题,提出构网型逆变器与SVG并联系统无功功率协调控制策略。将并联系统的运行状态总结为四种工况,通过工况识别、无功补偿量计算、无功功率分配策略、工况切换,来协调不同工况下构网型逆变器与SVG注入公共耦合点的无功功率,使并联系统在各种情况下均可稳定可靠工作。在MATLAB中搭建模型并进行仿真,结果表明所提控制策略可以实现工况的快速识别与切换、无功补偿量的计算、无功功率的分配,以及对公共耦合点电压的快速支撑。

基于整流器无功功率控制的暂态电压抑制策略

针对高压直流输电系统换相失败引起送端换流母线电压波动的问题,首先推导送端换流母线电压与整流侧直流电压、直流电流之间的数学关系,分析得出换相失败及恢复期间直流电压与直流电流变化不协调是引起送端换流母线电压波动的主要原因。为抑制换流母线电压波动,基于整流器无功消耗与电压间定量分析,以换流母线耐压水平为约束,确定整流器无功消耗的期望值,并结合整流器无功特性分析,确定换相失败及恢复期间直流电流指令值补偿量,提出基于整流器无功功率控制的电压波动抑制策略。最后基于PSCAD/EMTDC仿真平台验证了电压波动机理的正确性以及抑制策略的有效性。

无功功率同步型逆变器的并网特性研究

分布式能源通常借助逆变器接入电网,但基于锁相环(PLL)的传统电流控制策略在弱电网并网场景下易引发失稳现象。无功功率同步型(RPS)逆变器通过RPS方法替代传统PLL,以改善逆变器在弱电网条件下的并网暂态响应,并有效提升并网稳定性。此处基于谐波线性化方法,推导建立了RPS逆变器的序阻抗模型,并针对同步系数及稳态工作点对并网逆变器稳定性影响机理展开了理论分析。阻抗分析结果表明,RPS逆变器的输出阻抗基频段幅值在宽工作范围内主要受同步系数影响。同时搭建了实验样机,硬件实验结果证明了RPS方法的有效性与阻抗分析的正确性。

智能无功功率补偿控制器

本文论述了无功功率补偿控制器的基本原理和利用ＭＣＳ－５１单片机对该控制器的总体方案设计。该设计即使在电网频率产生波动的条件下，可以使其无功补偿不受影响，提高了测试精度及补偿电容器组投切的准确和可靠性。

含分布式发电的智能配电网无功功率优化调度

分布式发电在配电网中的应用程度不断提高,配电网中的电压分布影响较大。由于电压是一种局部现象,来自分布式能源的功率注入仅影响附近的总线电压,因此,通过将电网划分为多个电压相互依赖的控制区域,可以有效地解决电压调节问题。本文提出了通过优化无功功率分配分布式发电的电压控制区域,以调节电网电压。利用基于电压对无功功率敏感度的分层聚类算法识别区域,采用元启发式算法优化确定各区域分布式发电机的无功功率调度设定值。采用改进的IEEE 37节点中压测试网络和分布式生成,通过联合仿真平台对所提出的电压控制方案进行了评估。结果表明,基于区域的无功功率分配对改善电网电压分布是有效的。

无功功率控制在光伏发电并网中的应用

无功功率控制可以应用于光伏发电并网,是确保电网稳定运行的关键措施。文章提出一种改进电压-无功(Voltage-Reactive Power,V-Q)控制算法用于控制光伏发电并网,并讨论了控制算法的实现方式。该方法能够有效提高光伏发电并网系统的响应灵敏度,防止系统出现振荡和过调节问题,且能够降低谐波水平。以西北某光伏发电场为例,深入分析了应用自适应比例-积分-微分(Proportion-Integration-Differentiation,PID)控制器的改进V-Q控制算法对系统稳定性的影响。研究结果表明,该算法能够确保光伏发电系统的稳定运行,为其他光伏发电场提供参考和借鉴。

基于自抗扰控制的双馈风电场分层无功功率支撑策略

随着风力发电的规模化联网,电力系统电压问题愈发突出。为提高双馈风电场在电网故障下的暂态响应特性,提出1种基于自抗扰控制(ADRC)的双馈风电场分层无功功率支撑策略。首先,描述了双馈异步风力发电机(DFIG)的无功功率边界;其次,设计双馈风电场的分层无功功率支撑策略,在场站控制器中利用自抗扰控制器产生电压控制信号,在机组控制器中采用变增益系数辅助调整电压;最后,使用Washout滤波器抑制暂态过电压,搭建基于EMTP-RV的双馈风电场仿真模型。仿真分析表明,所提控制策略在电网电压跌落时具有良好的支撑效果。

基于数据驱动的海上风电集电网无功功率分配优化策略研究

海上风电大规模集群化发展造成风电场内电量损失增加。针对海上风电集电网损耗大、无功功率调度耗时高的问题,提出一种基于数据驱动的海上风电集电网无功功率分配优化策略。首先,考虑双馈风电机组(DFIG)无功功率调节能力,构建以降损率和电压偏差综合最小化为目标的无功功率分配优化模型,设计风电机组的最优无功功率分配策略;其次,基于集电网的电气拓扑和风电机组的最优无功功率分配策略,采用图卷积网络离线训练无功功率分配关系网络;最后,采用基于先验知识的粒子群优化算法对图卷积网络的输出进行监督,以增强模型的实用性。仿真分析表明,所提方法能有效降低集电网损耗和计算时间,兼顾海上风电无功功率实时优化降损与电压控制需求。

低压成套无功功率补偿装置国内外标准差异研究

无功功率补偿装置是电力系统网络中不可或缺的设备,对于提高电能质量、减少谐波污染具有重要作用。为了从标准层面提升无功功率补偿装置的质量,本文立足无功功率补偿装置的产品特点,对其涌流、动态响应、谐波抑制三个关键项目进行了国内外标准分析。通过标准分析,得出了现行检测标准中存在的问题及不足,为开展低压成套无功功率补偿装置产品的认证试验提供重要技术参考。

工业用双馈发电机的无功功率控制方法

将无功功率注入工业用双馈发电机时,易出现电压不对称的现象,导致电压及电流发生波动。为了解决上述问题,提出一种新的工业用双馈发电机无功功率控制方法。计算发电机机端正序电压矢量和负序电压矢量的幅值,求出正序无功功率和定子侧无功功率,根据计算结果进行无功功率分配。分析波动状态计算定子电流,并获取三相电压峰值两端极值的函数幅值关系,实现无功功率的控制。实验结果表明,研究的无功功率控制方法四次工作电流峰值均为4800 A,能够很好解决电压和电流波动问题。

三相电路瞬时无功功率理论的研究

本文对三相电路的瞬时无功功率、瞬时无功电流等新概念进行了严格的定义并分析了它们的性质,指出了它们和传统理论之间的关系。通过仿真和实验说明了这一理论在无功功率和高次谐波的检测及补偿中的应用。

基于V2G的无功功率补偿技术

无功补偿是改善电能质量、促进电网经济高效运行的最有效措施之一,考虑到智能电网环境下V2G(vehicle togrid)技术应用的可能性,提出了基于V2G的无功功率补偿技术;并针对已有V2G电路的结构特点,结合瞬时无功功率理论和无差拍控制原理,分析了所建模型瞬时无功的检测和补偿控制,最后通过仿真和实验验证了该方案的可行性;结果表明,借助于V2G技术,将电动汽车作为无功功率补偿装置能较好地实现家庭负荷无功就地补偿。

基于Hilbert变换的非正弦电路无功及瞬时无功功率定义

非正弦电路无功功率及瞬时无功功率尚无统一的定义。文中从传统单相正弦电路功率的另一种表述出发,给出了基于Hilbert变换、适用非正弦单相电路的无功功率以及瞬时无功功率定义。其中,无功功率定义为电压Hilbert变换与电流共同作用产生的平均功率,瞬时无功功率定义为电压Hilbert变换与电流无功分量瞬时值的乘积,而电流无功分量定义为电流在电压Hilbert变换上的投影。该定义满足功率定义的一般要求,具有与有功功率及瞬时有功功率定义相同的表示形式和特性,同时满足方向性和平均性条件。最后通过具体算例验证了其正确性。