用于串联型有源电力滤波器的dq0变换

串联型有源电力滤波器是为解决用户端供电电压中存在的电能质量问题而设计的一种有源滤波器,谐波检测方法在有源滤波技术的研究中占有重要地位。本文基于dq0坐标系下三相电路广义瞬时无功功率的理论,提出了一种谐波电压检测方法,并把该方法成功地应用于串联型有源电力滤波器的补偿电路中。理论分析和仿真结果均表明,这种谐波电压检测方法是正确有效的。

瞬时无功理论变换矩阵系数推导及α-β与dq0变换关系分析

瞬时无功理论中,赤木泰文提出了α-β变换,但未能够详细地说明α-β变换变换矩阵系数的由来。由于该变换是在平面域内提出的,基于功率守恒,给出了在平面内变换矩阵系数的严格数学推导,解决了瞬时无功功率理论的系数推导问题。鉴于目前在谐波电流检测中,有两种广泛应用瞬时无功理论:α-β变换和dq0变换,谐波检测中二者哪个更具有优势,通过理论推导,找到了两种变换之间的关系。指出对于三相对称电路,二者计算得到的含有谐波与基波成分电流是大小相只差一个比例,相位超前与滞后的关系。分析对理解和应用谐波电流检测法具有重要意义。

基于参数化dq0坐标变换的PMSM建模与矢量控制

提出一种基于参数化dq0坐标变换的永磁同步电机(PMSM)建模方法,结果可用于矢量控制等。彻底解决了dq0坐标变换、PMSM数学模型的多版本易混淆问题。此外,本研究对其他对象基于dq0坐标变换的建模有指导意义。理论验证和矢量控制实验进一步验证了本研究的正确性和有效性。

基于dq0变换的电压暂降检测方法研究

提出了一种基于dq0变换的可用于三相不平衡电压暂降检测的方法。介绍了电压暂降及dq0变换的概念,分析了利用dq0变换后得到的ud,uq,u0分量特征值来辨识不同情况下的电压暂降信号,最后给出控制检测的算法和原理框图。

基于在线预测的新型dq0变换DVR检测算法

针对目前常用的动态电压恢复器(DVR)检测算法难以满足DVR实时性的要求,提出一种基于在线预测的新型dq0变换检测方法。利用在线检测所得的当前时刻前数个采样点信息来还原当前时刻的基波信息,有效避免了通常dq0算法中延时较大的数字滤波器环节。将谐波补偿量与基波补偿量相加之和作为DVR输出的补偿参考波信号,保证了负荷侧电压保持稳定。仿真分析验证了该方法的正确性,实验结果表明该算法可在1ms内检测到电压扰动,并输出补偿参考电压信号,整个DVR系统能在3ms内输出补偿电压信号,满足了DVR实时补偿的需要。与采用数学变换结合低通滤波检测算法相比,该算法具有实现容易、运算速度快等优点。

延时闭锁的虚拟三相dq0变换法在DVR的仿真与应用研究

研究了基于虚拟三相dq0变换法原理的DVR,实现了对电压暂降抑制的仿真试验。针对在刚开始投入DVR的初始时刻出现检测电压与实际电压不符的问题,进行了理论分析,提出了采用延时闭锁dq0变换法3.4ms的方法,并结合仿真试验,证明了该方法不仅能避免刚投入检测方法时的错误检测,也能在真正发生电压暂降时准确有效地进行补偿。

不平衡非线性负载下三相逆变器的建模与控制

为缓解实际应用场合中不平衡非线性负载对三相逆变器输出电压的影响,并改善混合负载切换时的动态特性,本文提出了基于广义状态空间平均的建模方法和电感电流滑动平均的控制策略。通过广义状态空间平均法对平衡负载下的逆变器进行了准确的建模,并在dq0坐标系下设计了PI控制器,最后利用电感电流滑动平均方法使PI控制器适于三相不平衡负载和非线性负载。与传统控制方法的对比实验表明,本文提出的模型和控制策略能够在保证混合负载下三相电压平衡的基础上,较好地提高负载切换时的动态特性。

三相电能质量数据压缩方法

提出了一种基于图像编码算法的三相电能质量数据压缩新方法。首先采用dq0变换转换三相电能质量数据以消除三相数据之间的冗余;然后按整数倍周期将变换后的一维电能质量数据转换为二维矩阵以消除其循环间冗余。最后结合提升格式的二维离散小波变换、图像多级树集合分裂(setpartitioning in hierarchical tree,SPIHT)编码以及DEFLATE编码算法进行数据压缩。实验结果表明,该方法可以有效压缩三相电能质量数据。

动态电压质量问题检测方法

就目前电能质量问题中常见的电压波动(骤升、骤降、闪变、谐波)检测技术进行了探讨。对经典的和目前众多热点研究的电压波动检测技术进行了分析,包括锁相技术中的过零锁相和软件锁相环(SPLL),以及波动特征量检测中的均方根值法、dq0变换法、改进窗口傅里叶变换法及研究最多的小波变换法,并对各种算法的优、缺点和适用范围作了分析、比较。过零锁相即硬件锁相(PLL)由鉴相器、环路滤波器、压控振荡器及分频器组成,其原理和结构较简单,但动态性能较差,且在畸变电压输入时锁相效果变差;软件锁相环是一种基于瞬时无功理论的锁相方式,其结构比较简单、动态响应速度快、能准确地锁定电源电压的基波正序分量,对谐波有很强的抑制作用,一般无需滤波环节。最后,对电压波动检测技术进行了总结。

统一电能质量控制器的研究

讨论了一种统一电能质量控制器的拓扑结构,介绍了它的工作原理、补偿指令的产生方法和控制策略。其中串联有源电力滤波器被控制为电压源,并联有源电力滤波器被控制为电流源,使得负载电压为正弦电压,电网输入电流为正弦电流。在理论分析的基础上,应用MATLAB6.5软件对三相三线系统进行了仿真研究,结果表明统一电能质量控制器可有效地补偿电网侧和负载侧产生的多种电能质量问题。

考虑衰减直流分量的电压补偿量直接检测方法

微网技术给传统的电力系统注入了新的活力,但当系统发生故障时微网中某些敏感负荷的电压质量得不到保障。为此,本文将动态电压恢复器(DVR)应用到微网中,来改善电压质量。针对故障信号中的衰减直流分量影响电压补偿量检测的实时性与补偿精度问题,本文研究了滤除衰减直流分量的半周期算法,并将其与dq0变换和电压补偿量直接检测方法相结合,快速准确地计算出DVR所需的电压补偿量。仿真结果表明,考虑衰减直流分量的电压补偿量直接检测方法具有检测准确,实时性好,计算简便等特点,适用于动态电压恢复器的实际应用,保证了经DVR补偿后负荷处具有良好的电压质量。

AC-(LCC)DC系统的全电磁暂态数值计算方法一:数学模型

为实现大规模交直流混联电网快速、准确的全电磁暂态仿真计算,需要研究、开发新的仿真计算方法。为此,采用状态空间法及Park变换,该文第一部分首先建立了交流-电网换相换流器型高压直流输电(AC-line commutated converter high voltage direct current,AC-(LCC)DC)混联系统的全微分数学模型。在不计变压器非线性特性的情况下,推导了能够反映变压器变比、接线方式以及相移等特性的电磁暂态模型;考虑换流变压器的接线方式,将换流变-换流器-平波电抗器作为一个整体来考虑,建立了电网换相换流器型高压直流输电(line commutated converter high voltage direct current,LCC-HVDC)输电系统的全微分电磁暂态模型;通过在发电机与出口变压器之间接入一个三相对地电容,简捷地解决了机-网接口问题。通过引入附加状态变量,将上述模型以及锁相控制器中的非线性部分转化为二次型向量,由此,建立了基于二次向量场形式的AC-(LCC)DC系统全微分计算模型,为第二部分的电磁暂态仿真计算提供基础。

一种改进的无锁相环三相电压波动检测方法

在检测三相电压波动时,针对UPQC检测单元中带锁相环的dq0旋转坐标变换法存在的误差,提出了一种改进的无锁相环三相电压波动检测方法。该方法给出了abc坐标系到静止αβ坐标系下的简化变换矩阵,通过计算αβ坐标系到dq0坐标系变换矩阵中的旋转量来代替锁相环获取的旋转量,从而减少了带锁相环检测时存在的误差。在Matlab/simulink软件平台上进行了仿真分析,仿真结果表明,该方法与传统带锁相环的dq0旋转坐标变化法相比,动态响应快速,提高了检测精度。

基于电刷电流的双馈异步发电机滑环装置故障诊断新方法研究

滑环装置故障严重影响着双馈异步发电机励磁稳定性。针对这一问题,提出将电刷电流dq0变换应用到滑环装置故障诊断中。首先,分析了滑环运行电阻对励磁电流的影响,从理论上证明滑环旋转运行时将引起电刷电流固定谐波分量的产生。然后以滑环故障前后的电刷电流谐波畸变率为基础,采用修正后的恒功率dq0变换方法,通过电刷电流在dq坐标系中的形状来直观、精确判断滑环装置有无故障。最后,在动模实验室搭建滑环装置故障诊断实验平台,对其故障在不同严重程度下的电刷电流实测数据进行了分析,其结果与理论研究相吻合,验证了该诊断方法的有效性。该诊断方法简单可行,避免了传统方法中人工检测造成的资源浪费,具有较强的工程实践意义。