三单相结构的动态电压恢复器的研究

针对电网中日益严重的电压跌落、闪变、不对称、谐波等电能质量问题,提出了采用动态电压恢复器来进行有效治理,分析了DVR的工作原理和整个电路的控制方法,通过在电磁暂态分析软件PSCAD仿真,验证了DVR能在极短的时间内极好的补偿各种电压畸变问题,从而保证各种电力负荷对电能质量日益提高的要求。

基于DSP的电压凹陷检测装置的研究

根据瞬时电压d-q分解法原理,利用Motorola DSP56F807研制出一台电压凹陷的检测装置,详细讨论了其硬件和软件的设计。在装置上完成对电压凹陷的检测,并通过选取不同截止频率的低通滤波器,达到不同的检测效果。实验结果证明该装置对电压凹陷的检测具有快速性和准确性。

基于模态分析的半波长交流输电系统与风电场并网谐振研究

为了探讨大规模新能源与半波长交流输电系统（HWACTS）中并网系统（GCS）的谐振特性，以风电场的典型拓扑结构为基础，结合较精确的半波长输电线路和变压器谐波模型，建立了大规模风电场与半波长交流输电线路并网的拓扑模型及其等效分析电路。运用模态分析方法对并网系统的谐振特性进行研究，分析并网系统各节点的谐振参与因子及其元件的归一化灵敏度值，确定并网系统的谐振中心。最后，考察不同线路长度和逆变器参数变化及运行工况对并网系统谐振特性的影响，总结出不同参数对应的谐振频率范围，并给出不同运行工况相对于理想工况的谐振点频率偏差。仿真结果表明：35kV母线是并网系统的谐振中心，半波长输电线路长度变化对并网系统的谐振影响主要集中在低频（间）谐波。此外，低压等级线路的长度变化、逆变器的网侧电感、滤波电容和外环比例系数以及特高压交流电网的短路容量对并网系统的谐振也有较大的影响。

受端分层UHVDC换相失败控制和恢复策略

受端分层的特高压直流输电工程在交流系统单一电压等级发生故障时,不仅会导致本层阀组发生换相失败,而且可能引发另外一层阀组换相失败。在故障恢复过程中,层间交直流系统的相互影响还会引发连续多次换相失败。提出基于实时故障检测判定的换相失败控制和恢复策略,可准确判定故障状态、故障发生的电压层级、故障的持续时间。针对交流系统瞬时性故障,仅在发生严重故障时启动控制策略,并防止恢复过程中提前再启动,减少自动再启动次数。当单层交流系统永久性严重故障时,隔离故障层,转为双极半压运行方式。根据昌吉-古泉特高压直流输电工程搭建PSCAD/EMTDC仿真模型,设置多种故障情况,结果表明所提策略能有效降低连续换相失败次数,加快故障恢复,提高输电可靠性。

含多电源的送端电网谐波综合特性研究

大规模高压直流输电的飞速发展、分布式电源和电动汽车的高渗透接入,使得送端电网中谐波污染日益严重。送端电网的谐波由过去的低次谐波为主、特定次谐波含量较多的特点向宽频次转化。对以新疆电网为例的送端电网中火电、水电、风电及光伏发电等电源进行机理分析,确定了火电和水电可当作理想电源,而风电及光伏发电为谐波源。并分析了送端电网中的各类负荷,得到其谐波特性。继而,分析了谐波在各电压等级间的传递特性、多谐波源叠加机理以及不同电压等级间谐波相互作用机理。最后,利用ETAP软件对新疆电网中的谐波特性进行了仿真分析,验证了所归纳的送端电网谐波特性的正确性。

基于频长因子极点分布特征的半波长交流输电线路谐波传输特性分析

线路分布参数特性容易在长线路交流输电中引起（间）谐波放大问题。为了分析半波长输电线路的（间）谐波传输特征，提出基于频长因子的有损半波长交流输电线路频率特性分析方法；通过逐次化简，确定以频率和线路长度乘积作为参变量的有损交流输电线路等效（间）谐波传输计算模型。基于计算模型推导，确定了谐波电压注入有损半波长线路引起的末端谐波电压放大规律；研究频长因子极点分布特征以确定谐振频率；求取谐振幅值包络线以确定各次间谐波不放大的临界条件。为了确定（间）谐波电流注入有损半波长交流输电线路引起的末端（间）谐波电压放大规律，提出参考阻抗为基准的（间）谐波电压放大判别方法。提出的计算模型能够确认，始端的谐波电压、电流注入在任何运行情况下均不会在有损半波长输电线路末端产生谐波电压放大；部分间谐波会出现谐振；线路损耗和负荷情况满足不放大条件时各次间谐波不会放大，否则部分间谐波会放大。PSCAD仿真与模型计算结果之间的误差〈2％，证明了模型的正确性。

基于双电源供电的10 kV电压暂降抑制装置

电压暂降可能对企业造成巨大的经济损失,已成为当前最为突出的电能质量问题。以10 kV双电源供电系统为应用背景,提出了一种由多绕组变压器和功率单元构成的电压暂降抑制电源。该电源通过快速开关实现双电源切换,并由直流电容提供电源切换期间的电能供应,从而实现系统电压暂降对供电负荷的抑制和隔离。此外,对功率单元直流电容的参数设计进行了讨论,并通过PSCAD/EMTDC建模,对所提电路以及电容设计方法的正确性和有效性进行了验证。

非标准半波长交流输电线路谐波传输特性分析

分布参数特性易在长距离交流输电中引起严重的谐波放大问题。首先,基于有损传输线的分布参数二端口模型,将影响线路谐波传输特性的二元变量（频率和线长）变式换元为偏离频长因子表示的一元变量;然后,通过逐层变量代换,将多元复变双曲函数表示的谐波传输计算模型转化为一元实变三角函数模型;最后,基于偏离频长因子的极点和极值分布特征,使用相关分析法分别研究负载功率、系统短路容量和线路长度与谐波传输特性之间的相关性,形成考虑了线路长度和运行工况的多因素综合效应下的谐波传输特性分析方法。提出的分析方法能清晰地证明,谐波经有损标准半波长线路传输至末端不会发生放大;考虑实际工程中的客观因素影响,所提方法可用于研究非标准半波长输电线路的谐波传输特征,并定量分析谐波放大严重度,作为线路设计时的重要依据。通过PSCAD仿真和计算模型的计算结果比较,证明了模型的正确性。

LCC-MTDC系统换流器直流改进三脉动谐波模型研究

基于电网换相换流器的多端直流(LCC-MTDC)输电系统是未来的发展方向。直流滤波器设计的优劣极大地依赖于LCC直流谐波模型的准确性。LCC-MTDC系统中各换流器的谐波相互渗透、互相影响,对换流器直流谐波模型提出了更高的要求。本文采用分段线性法,对换流阀在每个周期中的全过程进行机理分析,进而形成改进三脉动谐波模型的电压和电感模型,因此改进三脉动谐波模型能够准确地反映交流系统不对称及背景谐波的影响。以并联三端LCC-MTDC系统为例,通过与PSCAD/EMTDC仿真结果进行比较,验证了本文所提换流器直流谐波模型具有更好的计算准确性。

基于监测数据的高铁动车组谐波特性分析

介绍京沪高铁电能质量在线监测系统,基于监测系统的长期监测数据,对京沪高铁动车组的功率和谐波特性进行分析研究。首先根据网侧数据分析牵引侧动车组不同牵引运行工况的功率变化特点,并按照牵引有功功率大小对动车组进行分类和谐波频谱特征提取。最后,以某车型动车组为例,对动车组在牵引、制动、启动等典型工况下产生的谐波含量进行分析。该文工作对高铁接入电网引起的电能质量问题分析和影响评估具有一定的参考价值。

面向谐波分析的电力系统数字仿真系统研究

随着现代电网规模的不断扩大和谐波污染的不断加深,对电力系统中的谐波进行仿真分析的需求越来越迫切。针对现有电力系统数字仿真系统在谐波分析功能完整性和扩展性方面存在的不足,结合计算机可视化技术、Web技术和谐波分析技术,探讨并设计了面向谐波分析的电力系统数字仿真系统。该系统充分考虑谐波分析和用户的使用需求,支持传统和新型的谐波分析模型,采用SVG和JavaScript技术支撑单线图的可视化绘制,采用SVG和JavaScript实现结果的可视化。文中给出的仿真实例验证了面向谐波分析的电力系统数字仿真系统的可行性。该系统能够有效支撑多种类型的谐波分析,增强谐波分析的直观性,并具有良好的交互性和可扩展性。

考虑时序特性的城市有源电网电能质量干扰源接纳能力评估

分布式光伏、电动汽车等接入城市电网,使城市电网成为有源电网,干扰源增多,城市电网干扰源接纳能力已成为安全可靠、高质量供电的重要命题。该文从光伏、电动汽车等接入电网时的时序特性入手,提出确保电网安全可靠运行的硬性指标和考虑设备、用户需要的弹性指标,基于这两个指标提出城市有源电网干扰源接纳能力评估方法。通过3种典型场景进行实证分析,结果证明,该文方法正确、可行,能满足城市电网应用需要。

一种电压正弦波波动发生器及控制策略

在此提出一种新型电压波动发生器的主电路拓扑,采用无源和有源相结合的方式实现。电压波动发生器的主要功率由电源直接提供,有源部分仅提供波动功率,大大降低了装置的有源损耗,易于实现大容量输出。有源部分前级采用全桥二极管整流提供稳定直流母线电压;后级逆变器采用电压电流双闭环瞬时值控制,保证电压波形跟踪性能以及良好的动态性能。逆变器输出包含两个频率分量的电压波形,通过变压器将逆变器输出电压波形叠加到正弦电压波形上得到典型的正弦波调制电压波动波形。建立了基于Matlab/Simulink软件平台的仿真模型,最后通过仿真和实验验证了主电路拓扑及控制策略的可行性和有效性。

京沪高铁电能质量监测系统的建设与应用

为了研究高铁负荷对电网电能质量的影响,开发建设了京沪高铁电能质量监测系统,监测范围包含为京沪高铁27个牵引站供电的全部54条供电线路。在常规电能质量指标监测的基础上,还针对高铁负荷,增加了高频谐波、冲击电流、相间功率和序分量功率等的监测。利用监测系统的数据统计分析模块,总结了高铁负荷特性,并对京沪高铁引起的谐波和负序等电能质量问题进行了分析。

奋进新征程开创电能质量管理发展新篇章

为全面落实习近平总书记“四个革命、一个合作”能源安全新战略,服务国家“双碳”目标要求,大力推进能源生产和消费革命,电力行业持续优化电源结构,非化石能源快速发展保持良好势头,可再生能源发电装机占比超过50%,达到14亿千瓦,新型储能装机规模持续快速增长;终端用能电气化水平提升至28%左右,电力新业态不断涌现,“源网荷储”协同互动的新型电力系统正在加快构建。

高电缆化率对直流受端输电网谐波传递特性的影响

电缆线路占比增加将使直流受端输电网谐波传递特性发生改变。首先提出了电缆化率的概念,并推导出准确计及电缆化率的输电线路谐波模型,继而建立了计及电缆化率的交直流谐波经直流逆变站出线传递的谐波电压传递系数模型。最后,以上海宜华直流输电工程为例详细分析了在不同直流逆变站出线方式下电缆化率对直流受端输电网谐波相互传递特性的影响。研究结果表明:直流系统与受端输电网谐波相互传递特性受直流逆变站出线方式、线路参数、电缆化率及谐波频次制约;电缆化率增加会引起谐振频率左移,高频段谐波偏移程度更显著;所推导模型可根据线路实际参数、电缆化率定量分析谐波放大程度,作为未来受端输电网电缆线路规划及建设的重要依据。