大功率整流系统谐波功率特性及其对电能计量的影响和节能分析

为解决现有大功率整流系统在计及谐波情况下电能计量及节能等方面遭遇的现实问题,本文对谐波功率特性及其对系统电能计量与效率的影响进行了研究。首先介绍了基波电能计量方案,以三相整流电路为例,研究了功率流向及功率计算,并探讨了电源含与不含谐波情形下系统总有功功率与基波功率的关系。其后,研究了无滤波、网侧滤波及感应滤波下谐波功率的特点及其对系统电能质量与效率的影响。仿真与工程试验结果表明:谐波是由基波转化而来,其回送功率必然引起总功率与基波功率的不平衡;感应滤波方式在谐波抑制、减小系统谐波损耗及节能方面具有优势。

变压器铁心谐波磁通抑制技术及其在工业整流中的应用

提出了一种基于感应滤波的变压器铁心谐波磁通抑制技术,以解决现有大功率整流系统谐波污染严重及变压器振动与噪音大等问题.对新型整流变压器及滤波装置进行了分析与设计,根据新型谐波屏蔽变压器的谐波抑制原理,从变压器铁心的谐波磁通抑制方面揭示了感应滤波技术在谐波抑制和降低变压器振动与噪音的本质及特点,提出一种通过判别谐波电压电流相位差是否趋近于零以实现滤波装置全调谐的方法,构建了一套新型工业直流供电系统.最后,通过对实际新型工业直流供电系统进行测量,结果表明了本文提出的新型直流供电系统具有良好的谐波抑制效果和大大降低变压器振动与噪音等优点.

基于感应滤波的大功率整流系统原理分析及综合节能设计

针对现有大功率工业晶闸管整流系统谐波污染严重和损耗大的现状,提出了一种基于感应滤波的新型绿色节能直流供电系统。该直流系统以新型整流变压器为核心,通过滤波绕组及外接LC全调谐支路构成谐波抑制回路,实现就近的谐波抑制和无功功率补偿。不同于传统的无源和有源滤波技术,该滤波方案能大大降低变压器铁心的谐波磁通,具有良好的滤波和节能效果。本文在滤波原理分析的基础上,从综合节能的角度,在系统及其关键部件的节能设计、谐波就近抑制节能以及无功功率就近补偿节能三个方面对新型直流供电系统的节能进行综合设计和分析。工程实例证明了其具有良好的谐波抑制和节能效果。

一种用于中高压静止无功补偿的晶闸管光纤触发改进电路及其设计

为更好地解决晶闸管阀触发系统的高电压隔离问题,设计了一种可用于中高压静止无功补偿设备的晶闸管高位耦合取能与光纤触发系统。给出了光纤触发系统的结构,在实用的晶闸管过零检测电路基础上,对高位耦合取能电路进行了分析与设计,运用OrCAD/PSpice软件,针对RC回路参数对充电电路的影响进行了仿真,并根据取能电路的特点设计了晶闸管脉冲放大电路。光纤收发器采用HFBR-x4xx系列,利用光纤实现了高低压的电气隔离,有效提高了触发系统的抗干扰能力。仿真和实验结果表明了取能电路的可靠性和稳定性、脉冲放大电路的简单实用和低成本等特点以及光纤触发系统的抗干扰能力强、分散性小等优点,特别适用于中高压无功补偿用晶闸管的触发。

节能滤波型变压器及其整流系统关键问题研究

提出了一种基于感应滤波技术的节能滤波型整流变压器及其12脉波整流系统,重点解决现有整流变压器及其系统谐波污染严重、损耗大及效率核算困难等难题。该整流变压器负载绕组采用Y/△结构以抑制5、7次特征谐波,通过滤波绕组及其感应滤波装置对11、13次谐波进行治理与隔离。基于现有的感应滤波技术及其实现条件,新型整流系统谐波抑制效果优良,并可极大降低变压器铁芯的谐波磁通,具有节能的效果。在方案介绍的基础上,重点对新型整流系统的感应滤波技术、效率核算及无功补偿引起的谐波放大等关键技术问题进行分析与研究。仿真结果表明其相关技术问题可以有效解决,且谐波抑制和节能效果良好。

混合型多重化工业整流系统数学模型及动态控制模式研究

在对原有的单台二极管整流系统采用感应滤波方式的新型整流系统改造后,与原有的另外2套6脉波整流系统一并构成了一个包含新型晶闸管整流及常规二极管整流的混合型18脉波工业整流系统。在介绍新型整流系统主电路的基础上,分析了此混合整流系统的数学模型,结合负载实际需求,对混合系统的动态重组及相应的控制模式进行了研究,并通过对比研究确定了各种工况下的最优运行方式。仿真与工程测试研究表明此混合系统具有良好的电能质量及动态稳定特性;同时,基于感应滤波的新型直流供电系统在谐波抑制、功率因数补偿等方面具有优势。

大电网电能质量综合评估方法及应用

文中提出了一种基于短板效应的多指标共同贡献的电能质量综合评估方法,适用于大电网、大数据的综合评估。首先给出了电能质量综合评估流程,介绍了各评估指标,并结合实际对评价等级进行了定义,重点对提出的评估方法的评估指标归一化、评估等级、指标计算及应用进行了阐述,该方法突出影响大的电能质量指标,同时兼顾多指标的共同作用,具有计算方便、适用于大数据分析等特点。利用该方法对某地区电网电能质量进行了综合评估,结果表明了所提方法的合理性及实用性。

基于感应滤波变压器的工业直流供电系统方案仿真研究

针对现有的12脉波及多重化整流系统存在效率低下、整流变压器噪声大等问题,提出了一种基于感应滤波技术的新型整流变压器,并介绍了基于此变压器的常用不可控与可控工业直流供电方案,从谐波抑制、铁心谐波磁通抑制、功率因数提升、部件损耗降低及系统节能等几个方面进行了仿真对比分析。结果表明,新型工业整流机组具有谐波抑制效果优、节能等优点,其中可控直流供电方案在系统结构与节能方面优势更为明显。

面向工业用户的智能用电监控与管理系统

探讨工业用户在电能质量监测、设备能耗分析、负荷监控管理及厂用光伏新能源发储配等智能用电方面的需求,并建立一个工业用户智能用电监控管理平台,以期推进工业用户智能电网建设,实现节能降耗、能源高效利用的目的。

新型与常规直流输电系统动态响应特性仿真分析

分析了一种基于新型换流变压器的直流输电系统,结构特点在于:换流变压器阀侧采用延边三角形结构,绕组连接处引出抽头接滤波兼无功补偿装置,有效地将谐波抑制于阀侧并部分地补偿换流器所消耗的无功功率。通过分别采用固定电容器(FC)和静止无功补偿器(SVC)2种不同的无功补偿方式,应用PSCAD/EMTDC仿真工具对比分析了新型与常规直流输电系统在典型故障下动态恢复方面的特性。

基于模块化多电平型固态变压器的新型直流微网架构及其控制策略

设计了一种基于模块化多电平型固态变压器(modular multilevel converter-solid state transformer,MMC-SST)的新型直流微网架构,可最大限度地适应新能源的接入,提高系统的电能质量,真正实现能量的双向按需传输和动态平衡使用。首先,详细分析了基于MMC-SST的新型直流微网的系统结构,并给出了MMC-SST主电路拓扑;然后,对MMC-SST各级的控制策略和直流微网子系统能量管理算法进行了优化设计,使MMC-SST能够按照给定的功率因数运行,并具有比传统控制方式更快的瞬态响应速度和更强的鲁棒性,实现了直流微网子系统的灵活、经济、可靠运行;最后,通过搭建基于MMC-SST的新型直流微网子系统的简化计算机仿真平台,进行综合仿真验证了提出的架构和控制策略的可行性和有效性。

新型换流变压器差动保护原理

要实现新型换流变压器的产业化,制定与新型换流变压器配套的保护方案是重要的前提之一。文中对新型换流变压器的差动保护原理进行了研究。在分析新型换流变压器绕组特殊接线方案和三绕组之间特定匝数比关系的基础上,得出了相应的新型换流变压器两侧电流的变换关系,并据此提出2种差动保护接线方案。针对新型换流变压器正常运行和内外部故障等各种状况,分析和比较了新型换流变压器2种差动保护接线方案的动作特性,从而得出了按一次侧相电流之差构成的差动保护接线方案优于按一次侧相电流构成的差动保护接线方案的结论。文中的研究成果为实际工程中新型换流变压器差动保护接线提供了理论依据。

基于光纤以太网通信的大功率工业整流系统多点测量与能效分析

针对大功率工业整流系统各部件损耗及效率无法核算的现状,提出了一种基于光纤以太网通信的大功率整流系统多点测量与能效分析方法。以基于感应滤波技术的大功率工业整流系统能效分析系统为例,对能效分析系统的整体设计方案、同步测量机理以及能效分析算法进行了详细的阐述,给出了一种基于傅里叶变换的数据压缩与重构算法及直流大电流间接反演算法,并通过仿真和实验验证了算法的正确性和工程实用性。工程实例表明该能效分析方法可以有效实现工业整流系统各供电装备与系统的效率核算,实现整流变压器及整流器的损耗与效率分析,从而为提高装备效率及系统节能提供必要的依据。

基于Levenberg-Marquadt的非线性最小二乘新型换流变压器漏感矩阵识别法

在对新型换流变压器的保护研究中,漏感参数的识别尤为重要。鉴于该换流变压器的特殊绕组结构,本文首次推导出以漏感参数的矩阵形式来表征这种结构的特殊性,并提出一种基于Levenberg-Marquadt的非线性最小二乘算法用于此漏感参数矩阵识别,在对正常及各种外部故障情况下的仿真中应用该方法均正确识别了漏感参数矩阵,且求得的参数误差很小,而对各种内部故障情况下漏感参数矩阵的辨识误差较大,能有效地与前者区分。该漏感参数的识别方法不仅能降低数学建模的冗余性,而且还能处理新型换流变压器的电压电流数据中的共线性问题,从而准确快捷地识别出漏感参数矩阵,并且避免识别过程陷入局部最优。本文提出的新型换流变压器漏感参数的快速识别方法,为进一步研究新型换流变压器的保护打下一定的理论基础。

感应滤波技术应用于工业定制电力系统的运行经验分析

介绍了感应滤波技术在实际工业定制电力系统中的运行经验。给出了感应滤波的单相等值电路并介绍了其基本的工作原理和技术特点,分析了感应滤波技术的滤波优势;针对某实际运行的基于感应滤波的工业定制电力系统,给出了一次设备的主电路拓扑以及所采用的主要技术参数和技术特性。对工业定制电力系统的电能质量进行了详细的现场测试。测试结果表明,采用感应滤波的工业定制电力系统能有效抑制电力系统侧的谐波电流,并且减少了定制系统中整流变压器铁心中的交变谐波磁通。同时整流变压器的附加谐波损耗得到了有效降低,功率因数得到提高,改善了系统的电能质量。

电解铝用高效感应滤波整流供电系统分析

电解铝整流供电系统会产生大量的谐波与无功,不仅造成严重的电能质量问题,同时影响系统的运行效率。针对电解铝整流供电系统供电电压高、容量超大、整流变压器阀侧绕组电压低电流超大等特点,提出了一种适用于电解铝的新型感应滤波整流供电系统。相比传统整流供电系统,新系统在改善电能质量的同时,能够有效地缩短谐波及无功的流通路径,从而达到节能降耗的目的。新系统具有特殊的拓扑结构,并且为实现感应滤波技术,整流变压器的滤波绕组等值漏阻抗设计为零。理论分析了新系统的谐波传递特性和无功补偿特性。给出了样机试验分析,测试结果验证了理论分析的正确性,说明新型电解铝整流供电系统在谐波抑制、无功补偿以及节能等方面所具有的优势。

改进形态学滤波在电压暂降检测算法中的应用

在传统dq变换检测法的基础上,提出一种基于形态学滤波的电压暂降检测算法。该算法改善了普通低通滤波器实时性低和精度不足的问题,同时滤除传统检测方法中坐标变换所产生的二倍频分量从而快速提取出电压暂降特征量。最后,在仿真平台搭建模型以验证算法的实时性和稳定性。

一种直流大电流间接计算方法

为解决化工、冶金等电解行业整流系统的效率分析问题,主要是直流大电流的准确计算难题,提出了一种基于阀侧交流电流检测的直流电流间接计算方法。以阀侧交流侧电流波形为依据,利用傅立叶分解出基波与各次谐波电流,通过迭代搜索求解数值计算方法计算出直流电流。针对实例波形,基于Graham-Schonholzer法推导了基波与各次谐波电流值,并与测试仪测试值进行了对比;其后通过分解值求解出直流电流,并与根据实际波形测量求得的直流电流值进行对比,结果表明了此方法具有较高的精确度,可满足相关整流系统的直流大电流测量及其效率分析。

基于DSP的嵌入式SVC控制装置的研究

固定式电容机械投切无功补偿系统存在实时性差、只能分级投切和机械装置动作频繁等缺点;动态无功补偿系统SVC采用TCR和TSC组合方式,可对无功功率进行动态、连续补偿;针对某一具体工程应用,确定了SVC主电路方案和相关技术参数,设计了基于DSP2000系列TMS320F2812的动态无功补偿系统控制装置,详细介绍了控制器的原理及实现技术以及软件功能,给出了系统采样信号、触发信号等理论与实测波形,实验结果表明动态型静止无功补偿装置具有运行可靠、控制精度高、调节时间短及实时性好的优点。

基于多应用场合的电能质量SCADA系统设计

针对当前电能质量监测设备种类繁多、应用场合单一、兼容性差等现状,设计了一种可应用于多种工作场合的电能质量SCADA系统。监控终端采用便携式和固定式两种工作模式,终端自身能够单独对测量现场电能质量进行数据分析并显示,也可以通过有线以太网或GPRS网络将采集的数据上传给后台计算机,由后台电能质量监测系统来分析处理。