基于改进TS模糊的直流电弧炉闪变抑制优化

为提高静止无功补偿器(static var compensator,SVC)应对直流电弧炉等冲击性负载的闪变抑制性能,文中在改进Takagi-Sugeno(TS)模糊算法的基础上,提出一种SVC滚动预测控制方法。首先,建立直流电弧炉电气模型并仿真分析其无功特性;然后,针对经典TS模糊预测算法应用于波动负荷时出现的输出异常置0情况,提出一种范围自适应修正的改进方法,该方法能消除一类算法应用机理导致的异常值,从而提高TS模糊算法对波动负荷无功功率预测的可靠性和准确性;最后,基于模型训练时间约束,建立无功功率半周期滚动预测控制模型,提前10 ms预测无功功率,改善了SVC传统控制系统响应的滞后特性。仿真结果表明,相比于SVC传统控制方法,所提方法的平均闪变改善率提高了54.17%,验证了所提方法对闪变现象的抑制效果提升显著。

间谐波闪变效应计算及闪变源识别方法

间谐波的频率是基频的非整数倍,会导致电压波形的均方根值和峰值发生波动进而引起闪变。分析了间谐波与闪变之间的量化关系,讨论了多个间谐波共同作用时对总闪变效应的影响;通过研究国际电工委员会(IEC)闪变仪测量方法的原理,指出其在测量间谐波闪变时的不足,并提出一种基于频域法的算法来评估间谐波闪变效应,该算法通过频谱分析来获取各间谐波分量的参数,然后利用这些参数计算总的闪变效应,能同时评估有效值波动和峰值波动引起的闪变;还提出了间谐波闪变功率的概念,用以分析不同间谐波各自对闪变的贡献,从而为闪变源识别、闪变责任追究和惩罚分摊提供理论依据。仿真实例表明,相对于IEC闪变仪,所提出的算法能有效测量间谐波闪变问题,同时能准确识别闪变源。

基于广义S变换的电压闪变检测法

针对电压闪变信号提取不准确的问题,提出一种基于广义S变换的电压闪变检测法。通过引入α变量改变S变换窗函数的窗宽,局部调整S变换频域和时域测量精度,从而实现电压闪变精确检测。实验结果表明,与传统S变换方法相比,该方法准确率高,能更有效检测出电压闪变成分。

闪变仿真法在电弧炉供电系统中的应用

为了仿真评估电弧炉引起的闪变严重度,对闪变仿真法及其在电弧炉供电系统中的应用进行了研究。先基于IEC闪变测量原理设计出闪变仪中各环节的传递函数和具体参数,再在SIMULINK环境下建立闪变仪模型并利用MATLAB语言编写专门的计算短时间闪变值Pst程序,根据IEC推荐的检验标准验证闪变仪模型的正确性和有效性,最后结合交流电弧炉随机模型,对电弧炉引起的闪变严重度进行仿真研究。研究表明运用仿真法评估电弧炉引起的闪变严重度是一种行之有效的方法。

电压闪变的相关标准及分析

电压闪变是电能质量的一个重要指标,随着功率波动性负荷的大量使用,电压闪变造成的危害程度越来越严重。简单介绍了电压闪变的基本概念及相关国际标准和国家标准,详细介绍了IEC标准给出的短时间闪变水平值和长时间闪变水平值2个闪变水平评估指标,分析了几个基本概念和新国家标准与国际标准的差异。新国家标准采用的IEC闪变水平评估方法具有科学性和准确性,同时也指出标准中应对超高压电网电压闪变限值的规定进行补充。

基于间谐波电压的闪变传递计算方法

波动性负荷引起的电压波动与闪变可以在电力系统各节点间传播。理论分析表明,电压闪变是由间谐波电压与基波电压共同作用产生的,因此,研究闪变在电网中的传递可以通过分析间谐波在电网中的传播来实现。为此,提出了一种基于间谐波电压的闪变传递计算方法,可以有效地对电力系统任意公共连接点处的闪变水平进行评估。此外,由于闪变叠加效应,不同闪变源之间是存在相互干扰的,所提方法确定的闪变叠加系数比IEC推荐的经验系数更加准确。最后通过算例仿真证明了本文闪变传递算法的有效性和准确性。

短时间闪变严重度P_(st)的计算方法的研究

短时间闪变严重度Pst是IEC标准中衡量电能质量的一个重要指标。文章用分段线性插值法、曲线拟合法、统计分析法详细推导了Pst 的计算过程,并通过matlab仿真对三种方法得到的Pst

直流配电系统闪变检测方法研究

与交流配电系统一样,表征直流配电系统特征指标的直流电压、直流电流也在时刻变化着且其变化幅度、变化频度均具有很强的随机性,导致接入电网的照明类负载灯光照度的随机变化,引起感受体—人对照度变化的视感即常说的闪变。相比于交流配电系统已有公认的、标准化的闪变测量方法,直流配电系统的闪变测量方法目前还处于研究探讨之中。文中基于直流配电系统的特点,在分析传统交流配电系统平方解调闪变测量方法的基础上提出了一种适用于直流配电系统的去平方解调闪变测量方法;仿真分析表明:该方法准确度高,在较宽的闪变变化范围内误差在可接受的范围内,大大优于传统的基于平方解调的闪变测量方法。

考虑谐波影响的闪变检测方法研究

电能质量在线监测装置多采用数字化的监测方法,在对IEC给出的闪变测量各滤波环节模拟传递函数数字化转换的过程中,考虑到人眼能够察觉的频率范围为0.05~35 Hz,为减轻闪变测量时CPU的负担,多进行抽样,采样频率不会设置太高。电网电压信号中一旦包含超过采样频率1/2的谐波,谐波信号经采样后就会失真,造成频谱混叠现象,影响闪变测量的准确度。为解决上述问题,提出一种考虑谐波的闪变检测方法,即平方解调前先进行一阶数字低通滤波,滤除谐波分量,再进行抽样,降低采样频率,对抽样后的数据再利用IEC推荐的测量方法进行闪变计算。此方法无须改变硬件电路,只增加较小的计算量,方便实现,通过MATLAB进行了仿真分析,并应用于电能质量在线监测装置,通过了检验机构的闪变准确度测试。

基于Matlab/Simulink的风力发电机组电压波动与闪变仿真分析

风力发电机组连接到电网之后产生闪变,这会影响风力发电系统的稳定性。文章根据国际电工委员会标准,通过Matlab/Simulink采用统计排序法,对风力发电机组电压波动与闪变进行仿真分析。仿真结果表明:文章设计的闪变测量系统可以验证所设计各滤波器的准确性;对于两种形状的电压波动信号,正弦波信号和矩形波信号,可以得到瞬时闪变觉察度的值均为1以及短时间闪变值P_(st)的仿真值,与理论值进行对比,测量误差均未超过5%,符合IEC标准的要求,。

IEC闪变测量原理的数字化实现方法

为研制基于IEC闪变测量原理的数字式闪变仪 ,按照IEC推荐的闪变仪功能和设计规范 ,在Matlab环境下建立了模拟式闪变仪的模型 ,并运用双线性变换法将其变换为数字式系统 ,给出了IEC数字式闪变仪各环节数字滤波器的传递函数和运算结构 ;而后利用累积概率函数曲线 (CPF)的单调递减特性 ,提出了快速计算短时间闪变值Pst的方法。最后 ,按照IEC推荐标准和试验条件 ,借助Matlab的仿真工具 ,对数字式系统和模拟式系统的计算结果进行了比较验证。结果表明 :给出的数字化实现方法完全能满足IEC推荐标准的精度要求。

IEC闪变仪误差分析及改进设计

针对当前闪变仪存在的问题,提出了若干改进。首先根据IEC给出的不同频率下电压波动值,仿真测试了闪变仪系统误差,通过多项式拟合,实现误差的解析表达,并对闪变仪输出的瞬时闪变视感度S(t)进行校正。其次通过在LabVIEW软件中调用Matlab节点函数,实现了闪变仪数字滤波器系数自动跟踪不同的采样频率。在LabVIEW平台下进行的仿真实验,验证了改进方法的可行性,同时通过RTDS实验证实了所设计的闪变仪具有采样频率灵活、测量准确等特点。

电压闪变检测算法的比较

为了充分利用电压波动与闪变检测方法的特点,从理论上对信号含有谐波情况下Teager能量算子法、Hilbert变换法提取闪变包络线公式进行了推导,分析了信号含单一闪变频率、多个闪变频率和叠加谐波情况下,这两种方法提取调幅波幅值误差em以及计算短时间闪变值Pst的误差est随f变化规律,并与IEC推荐的平方检测法进行比较。仿真结果表明,Teager能量算子法在闪变的低频部分检测误差非常小;平方检测法在闪变的高频部分检测误差比较小;而Hilbert变换较前两种方法在整个闪变频带范围内检测误差小且检测的稳定性高。在实际应用中可根据可能的闪变频率成分选择合适的方法,提高检测的准确度。

波动负荷的闪变危害评估

波动型负荷将引起供电电压的波动和闪变,影响供电系统的电能质量。监测公共连接点电压闪变只能评估多个干扰负荷共同作用的结果,并不能比较不同负荷的危害大小。干扰负荷对供电系统造成的干扰与负荷固有特性相关,单独分析供电电压不可能评估负荷对供电系统的干扰强度,也不能够从多个负荷中鉴别出闪变干扰的来源。从负荷波形数据提取波动的电压和电流幅值,计算波动负荷的阻抗参数,给出了平稳型波动负荷的闪变危害评估方法。

Hilbert变换求取电压闪变有关参数

随着电力系统中大容量冲击负荷的不断增加,配电网中的电压闪变也愈发严重,因此需要对其进行检测和分析,进而提出具体的治理方案。基于统计评价的指标只能定量地给出闪变的强弱或严重程度,而无法说明闪变的具体参数特征。文中提出基于Hilbert变换的电压闪变参数化快速计算方法,能够计算出闪变调制的频率和幅值,以及电压闪变的近似均方根幅值和基波频率。针对含有高次谐波的闪变信号,提出应用小波去噪方法将高次谐波作为噪声滤去的实用预处理方法。去噪后的信号再进行具体参数的计算。仿真以及现场采集的闪变信号的实例验证了此方法的可行性和准确性。

基于IEC标准的闪变测试系统研究

讨论了国际电工委员会(IEC)闪变测量原理,分析了滤波器参数对系统的影响。将IEC给出的滤波器进行双线性变换得到相应的IIR数字滤波器,给出了数字实现的方法。对短时间闪变值的统计计算方法进行了分析,给出了减小误差的方法。依据IEC推荐的闪变测试仪功能和设计规范,设计了闪变测试系统,软件基于LabWindows/CVI虚拟仪器开发平台。经测试该系统性能指标完全满足IEC设计规范的要求。

闪变干扰源定位研究中的若干问题

电压闪变是供电系统主要的电能质量污染之一,国标GB12326-2000规定了闪变的限值和测试方法。已有的研究主要集中在电压闪变值的检测和计算等方面,而闪变干扰源的定位则是电能质量分析中的新课题。由于对干扰负荷的运行特性、闪变传播和危害评估缺乏深入研究,目前尚没有满足工程需要的干扰源定位方法。为此,综述了目前闪变干扰源检测的研究现状,探讨了闪变源定位研究的不同思路及其可行性,提出了闪变干扰源定位研究要解决的根本问题和所需的关键技术。

一种基于频谱分析的IEC闪变仪改进方法

分析了IEC闪变仪的工作原理,指出了其检测由间谐波引起的闪变时的不足。通过对间谐波引起的电压有效值波动的分析,得到了引起同等电压有效值波动的间谐波之间的关系,并以频谱分析为基础,提出了一种对IEC闪变仪的改进方法。通过将闪变信号进行重构,大大扩展了IEC闪变仪的可检测范围,并提高了对含有高次间谐波的闪变信号的检测精度。通过对单个间谐波和调幅波引起的闪变问题的分析,证明了该方法的有效性,计算了单个间谐波和调幅波的闪变限制曲线。

基于瞬时无功功率理论的电压波动检测和闪变计算

将电压波动看成以工频电压为载波,其电压的方均根或峰值受到以电压波动分量作为调幅波的调制。在三相电路瞬时无功功率理论的基础上,由单相电压波动信号构造对称三相电压,并推导了由电压波动信号求得调幅波的过程。主要运用瞬时无功功率检测法进行电压波动检测的仿真和短时闪变值的计算,并与IEC推荐的平方检测法进行比较。仿真结果表明基于瞬时无功功率理论的电压波动检测法计算得到的短时闪变值更接近真实值,相对误差更小,从而验证了该方法的有效性。

闪变仪研制及其在电气化铁道的应用

作为评定电能质量的重要指标之一,闪变直接反映出电网电压质量.根据国际电工委员会(IEC)制定的闪变仪设计规则,讨论闪变仪数学模型和数字化测量的实现方法.通过仿真验证了其正确性,并在此基础上完成了基于虚拟仪器技术的IEC闪变仪设计.相关测试系统已在电气化铁道工程中的应用.