串联混合型有源电力滤波器的无源滤波器简化设计

串联混合型有源电力滤波器由于成本低、滤波效果好,降低了谐振发生的可能性而受到广泛的关注。目前国际上研究的串联混合型有源电力滤波器主要有4种：并联无源和串联有源的组合系统,基于正弦电流控制的串联型有源滤波器,基于基波磁通补偿的有源滤波器和一种新型串联混合型有源电力滤波器。该文首先综述这4种串联型有源滤波器的特点,给出其谐波阻抗的区别。根据各自谐波阻抗的特点,特别是基于基波磁通补偿的有源电力滤波器和一种新型串联混合型有源电力滤波器的谐波阻抗非常大的特点,得出其中无源滤波器可以简化设计的结论,提出3种典型的简化设计方案,给出这3种无源滤波器简化设计方案的具体应用场合。该无源滤波器简化设计方案可以减少成本,大大降低系统设计的复杂性。采用2种典型谐波源的实验结果证明这3种无源滤波器简化设计的合理性。

基于准PR控制器的指定次谐波消除有源电力滤波器

基于基波磁通补偿的有源电力滤波器滤波性能与变压器励磁阻抗呈正相关,然而过大的励磁阻抗会增加系统容量及成本;基于基波和谐波磁通混合控制的有源电力滤波器需要对所有谐波进行跟踪控制,增加了控制器带宽并降低系统稳定性。针对以上问题,提出一种指定次谐波消除有源电力滤波器,首先介绍滤波器及控制器的原理,其次对控制器参数进行设计,最后基于MATLAB/Simulink搭建1套三相有源电力滤波器仿真模型。相关仿真结果验证了所提指定次谐波消除有源电力滤波器采用准PR控制器的有效性,即采用准PR控制器可实现多谐波补偿功能,极大增加系统特征谐波的等效阻抗,在不增加系统容量的情况下提升滤波性能。

一种带有逆变器控制的新型可调电抗器

针对可调电抗器中普遍存在的电抗值无法连续可调、谐波污染大、响应慢、稳定性差等问题,提出一种基于电压型逆变器及带气隙变压器控制的新型可调电抗器方案——将新型可调电抗器串联连接于电力系统,通过控制变压器二次绕组电压的幅值及相位,实现变压器原边等效阻抗的连续无级可调。以串联型可调电抗器带阻感负载为例,根据劳斯判据进行推导计算,得出系统稳定运行条件。基于电力仿真(power simulation,PSIM)软件对系统进行仿真,在满足稳定运行条件时,该可调电抗器阻抗连续无级可调,没有饱和现象,且不产生任何噪声或谐波。理论分析及仿真结果验证新型可调电抗器及稳定性条件的有效性。

基于并联变压器的新型有源电力滤波器控制策略

提出了一种由并联变压器和电压源型逆变器组成的新型有源电力滤波器控制策略。具体方法:将变压器一次绕组与谐波源并联,检测变压器一次侧基波电压作为指令信号,控制电压源型逆变器的输出电压加在变压器的二次侧,当逆变器输出电压与变压器一次侧基波电压满足一定条件时,对基波分量而言,有源电力滤波器等效为一个可调电抗以补偿无功;对谐波分量而言,有源电力滤波器等效为变压器漏抗,从而疏导谐波流入变压器一次绕组。最后的仿真结果验证了该策略的可行性。

一种新型四象限可调阻抗及其在SPQC中的应用

提出了一种基于电压源型逆变器(VSI)和带气隙的变压器控制的新型四象限可变阻抗。检测变压器初级绕组电压基波分量,生成两路相互正交的参考信号,采用正弦脉宽调制(SPWM)控制VSI产生一基波频率的可控电压,经LC滤波器滤波后加在变压器次级绕组两端,则变压器初级绕组基波等效阻抗为可变阻抗,阻抗值由两个控制量调节。对可变阻抗的动态特性及其与阻感负载串联时系统的稳定性进行分析,提出了一种并联电能质量控制器(SPQC)。搭建了两套单相实验样机,分别验证了所提可变阻抗和SPQC的有效性。

基于ANSYS的饱和铁心型限流器建模与仿真

为了解决传统的饱和铁心型故障限流器存在的限流能力差、体积和重量过大等缺点,提出一种改进的饱和铁心型故障限流器。通过改进传统饱和铁心型故障限流器的结构和工作原理,增大了限流器限流阻抗与稳态阻抗的比值,提升了限流器的限流能力,同时减小了饱和铁心型限流器的体积、重量和损耗。利用ANSYS有限元仿真软件,在典型的10 kV应用场景下对改进的饱和铁心型故障限流器及其励磁系统进行建模与仿真。仿真结果验证了改进的饱和铁心型故障限流器理论的正确性,显示了利用ANSYS建立电磁场与电路模型及进行仿真分析的优越性。

外界磁场对新型高温超导方形线临界电流的影响

第二代高温超导带材临界电流在外界磁场的作用下会发生衰减,衰减程度受磁场大小与角度的影响。为实现高温超导带材的细丝化,提出了一种1mm宽新型高温超导方形线。在77K温度条件下,分别测量了宽度为4mm和1mm的超导带材以及新型高温超导方形线在不同幅值(0~1. 2T)和不同角度(0~360°)磁场下的临界电流。结果表明,高温超导方形线临界电流随外界磁场强度增加而衰减,并有明显的各向异性。此外,通过实验获得了高温超导方形线临界电流对磁场角度的依赖特性数据。