Reactive Power Compensation and Harmonic Suppression for Power Supply System of HT-7U Superconductive Tokamak

In this paper, a strategy for the reactive power compensation and harmonic suppression of the power supply system in HT-7U superconductive Tokamak is proposed. The optimized approach is given in the parameters design for passive filter. Also a controlling method with fast response time and good accuracy is put forward for the compensator, which is more suitable for the dynamic load.

Design and Analysis of the Poloidal Field Grid Power Supply System for the HT-7 Tokamak

This paper reports a new project - the poloidal field （PF） grid power supply system to replace the ac flywheel generator power supply system on the basis of the present running parameters of the HT-7 poloidal field and the short-circuit capacity of our transformer substation. The designed parameters of the PF grid power supply system have been verified to meet the requirements of the heating field （HF） and the vertical field （VF）. In the meantime, in order to reduce the disturbance to the local power grid, the device of reactive power and harmonic current compensation has been added. Experimental results have confirmed the feasibility of the PF grid power supply system. Compared with the ac flywheel generator, the PF grid power supply system has the advantages of lower noise, precise control, convenient maintenance, simple operation and cost savings.

锌冶炼电网中谐波治理及应用

随着电力技术的发展,电能成为我们生活、工业中必不可少的能源之一,锌冶炼生产系统中,由于工业生产中整流设备、变频设备、电子装置、电葫芦等设备的使用,产生大量的高次谐波,使得电网系统电能质量下降,所以对电网中谐波的治理迫在眉睫,本文通过锌冶炼系统电网运行的实际情况分析谐波的来源和治理的方案。

基于相位与幅值补偿的虚拟同步发电机低电压穿越控制

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)通过模拟同步发电机的工作原理,引入虚拟惯量与阻尼系数,提高了分布式电源并网的稳定性。但是当电网发生电压跌落时,电压的跌落与恢复均会使电网电压的相位与幅值发生跳变,而传统的VSG控制策略难以解决该问题。为此,文中提出一种基于相位与幅值补偿的VSG低电压穿越控制方法。首先,分析电网电压跌落与恢复对电网造成的不同影响。其次,在电网电压跌落期间,通过将VSG输出电压和电网电压之间的相位与幅值差控制在允许范围内来实现过流抑制、输出功率的快速稳定以及无功补偿的目的。然后,在电网电压恢复时,通过快速补偿消除VSG输出电压和电网电压之间的相位与幅值差,从而抑制因电网电压跳变而造成的过流等问题。最后,通过MATLAB/Simulink仿真验证所提控制策略的有效性。根据仿真结果可知,文中提出的控制策略可以有效抑制过流的产生并且能够实现无功补偿。

谐波干扰抑制下的低压配电网母线电压自动控制系统

母线电压的平稳程度,直接影响低压配电网的运行安全,因此设计谐波干扰抑制下的低压配电网母线电压自动控制系统。该系统以配电网调度系统的控制需求为前提,在系统无功补偿层引入抗谐波干扰无功发生器获取母线电压的无功补偿量,母线无功控制需求整定层依据该计算结果和母线电压控制指令,结合母线实时运行电压结果,对比判断母线实际电压结果和参考电压之间的差距,确定母线电压所需的无功补偿量,完成电压控制。测试结果显示:该系统能够有效控制母线电压谐波,谐波畸变率低于4.4%;能够保证电压的稳定,电压控制的偏差结果均在±1.5 V之间,母线在相位阶跃和稳态两种情况下的相位误差结果均低于0.075。

基于镜像虚拟电阻技术的三相光伏逆变器直流电压波动抑制策略

针对光伏逆变器直流侧电容电压波动的问题,根据光伏逆变器直流电压波动的机理和其主要输出有功功率的特点,提出一种镜像虚拟电阻技术用以解决光伏逆变器直流电压波动的问题。该策略只需在逆变器正常工作的基础上增加少量计算,具有较高实用性。对于谐波分量,光伏逆变器等效为一个与基波等效电阻大小相等、方向相反的镜像虚拟电阻吸收电网谐波功率,同时可显著减小直流侧电压波动的问题。仿真和实物实验结果均验证了该策略的有效性。

非隔离单相半桥UPQC直流纹波分析及其影响抑制

非隔离单相半桥统一电能质量调节器(UPQC)两侧变换器的脉动功率差将在直流电容及分电容上产生复杂的多倍频电压纹波,各次电压纹波会对串联侧变换器的补偿电压有不同的影响,降低串联侧变换器的补偿效果。为了抑制直流电压纹波影响,利用等效电容电流模型计算直流电容电压表达式,分析直流纹波及非线性负载对补偿电压的影响路径,并仿真验证其正确性。针对分电容电压纹波和非线性负载对电压补偿效果的影响,提出一种抑制多倍频纹波影响的补偿电压特定次谐波控制策略。最后,基于SiC器件建立了非隔离单相半桥UPQC实验平台进行实验验证,实验结果表明在非线性工况下,所提控制策略将补偿电压THD从12.2%降低至2.4%,相比于传统控制可以减少约70%的直流电容需求。

基于ROGI-FLL的汽车充电站指定次谐波与无功优化

在能源转型背景下,电动汽车的应用呈爆发式增长,电动车集中式充电站的需求量也随之增长。由于汽车直流充电桩的整流装置,其开关模式使系统产生谐波,同时无功功率增加,功率因数降低。针对某电动汽车充电站,传统并联电容器补偿无法解决谐波干扰,提出通过降阶广义积分原理提取指定次谐波,结合静止同步补偿器在同步坐标系下双闭环补偿控制,加入锁频环节自适应跟踪电网频率,综合补偿谐波与无功功率。通过建模分析,结果补偿系统THD指数由28.65%降至3.64%,功率因数提高至0.95以上。

紧凑型多功能单级磁阀式立体磁控变压器研究

电缆的规模化使用造成电力系统中容性无功功率平衡需求增加,此外高比例新能源接入也会带来无功功率波动问题。现有无功功率补偿及无功功率发生装置占地面积较大、成本较高。通过磁控电抗器与变压器一体化结合提出了一种紧凑型多功能单级磁阀式立体磁控变压器,同时具备传统电力变压器升降压基础功能与灵活调节无功功率的能力,尤其适用于空间有限的城市变电站。对所述磁控变压器进行了有限元仿真,验证了其运行有效性。结果表明该磁控变压器的无功功率调节容量可以达到94.5 kvar,最大变比偏移量为0.439%,谐波含量仅有3.8%,节约占地面积20%,总体性能优异,可以很好地满足城市配电网无功功率补偿的需求。

电气节能技术在工业设计中的运用

能源企业的生产造成了环境污染问题,提高能源企业的工业设计水平,已经成为能源企业进步发展的主要方向。以此为背景,结合A石化企业的实际情况,分析其电气节能设计方案以及无功补偿、谐波抑制工作,希望能够为电气节能技术在工业设计中的运用提供参考。

基于无功补偿技术的矿井供电系统优化

以实际矿井供电系统为例,通过分析矿井供电系统现状,提出无功补偿优化改造方案,探讨无功补偿原理和优化改造方式。研究结果表明,无功补偿技术在节约电费支出、降低系统能耗、提高供配电能力、减少电压损失等方面具有显著效果。因此,基于无功补偿技术的矿井供电系统优化是一种有效的改造方案,对于提高矿井供电系统的稳定性和经济性具有重要意义。

新能源配网通信电源无功补偿与谐波抑制方法设计

随着新能源电源在配网中的广泛应用,其产生的谐波问题日益严重,对配网中通信电源的性能产生了不利影响。因此,文章提出对新能源配网通信电源无功补偿与谐波抑制方法的研究。通过优化配网通信电源的无功补偿容量,以有效减少无功损耗。文章选择串联滤波电感,并设计高效的谐波抑制装置,通过合理配置这些设备,以有效滤除电源产生的谐波,降低谐波含量。通过比较试验,对所提出的方法进行验证。试验结果显示,应用所提方法后,各实验点的谐波含量均成功地控制在20%以下,优于对比方法,证明该方法在实际应用中展现出巨大的潜力和明显优势,不仅能有效改善供电质量,还具有广泛的实际应用价值。

煤矿6kV SVG静止型无功补偿技术应用研究

为提高电网运行的稳定性,以挖金湾煤矿为研究对象,针对矿井供电系统运行期间功率不达标、电路过补欠补发生的情况频繁、电压波动与压降大、供电系统运行不稳定等情况,提出采用静止型无功补偿装置SVG对供电系统进行补偿技术手段,结合煤矿电路负载的实际情况,对SVG电路及硬件电路进行了设计,动态检测供电网络中电压、电流变化,对供电系统进行精准无功补偿,实践表明,SVG无功补偿装置投运后,供电电网上高次次谐波电流均明显降低,其数值均控制在国标值范围内,功率因素有效提高,无功冲击的最大值相较于未投运前大大降低,综合性能得到了明显增强。

煤矿井下供电系统电能质量治理装置的设计

针对巴彦高勒煤矿供电系统存在无功消耗大、谐波污染严重的问题,设计用于煤矿供电系统的电能质量治理装置。详细阐述了该装置的硬件设计及控制策略方案并完成仿真和试验。结果表明,投入该装置前,网侧电流畸变严重、功率因数低、无功功率大,投入该装置后,由于补偿了无功并治理了谐波污染,使得网侧电流畸变率大幅降低,功率因素大于0.95,有效改善了煤矿供电系统电能质量。

基于SVG的综合功率调节系统

随着电力电子技术的快速发展,H桥级联型静止无功发生器SVG控制系统,因每个功率模块承受的电压低、开关损耗小、谐波电压小、等效开关频率高等特点,通过实现不同的控制策略,广泛应用于钢厂的无功补偿、谐波补偿、新能源场站的电压控制、功率因数控制、电网暂态高低电压穿越等,同时SVG多机并联补偿,及SVG+FC混合并联实现补偿容量的扩充的拓扑结构,实现特征次谐波的滤除和无功补偿的快速响应,也是广泛应用的拓扑结构。通过仿真结果验证各补偿模式、控制策略的有效性与实用性。

官地煤矿供电系统电能质量治理装置研究

针对官地煤矿供电系统无功功率大、谐波污染严重,导致井下设备运行效率低下,甚至影响煤矿正常生产的问题,设计了电能质量治理装置,并完成仿真、实验以及实际应用。基于官地煤矿供电系统实际运行工况,选择采用并联电压型SVG补偿供电系统无功并进行谐波治理。该装置以TMS320F2812 DSP芯片为核心,并内嵌改进型电压外环控制算法、改进型电流内环控制算法。通过仿真,验证了该装置控制算法的正确性和有效性;实验测试验证了该装置能够实现负载电压、电流相位同步,并将总谐波畸变率降低至3.1%。实际应用结果表明,该装置能够有效补偿无功并进行谐波治理。

工厂分布式光伏电能质量综合治理分析

装备制造业工厂用电负荷较高,建设屋面分布式光伏项目能产生较好的经济效益和社会效益,但工厂电力供应系统由于增加了光伏发电设备,导致用电系统电能质量下降,表现为功率因数过低、产生力调电费等,故工厂迫切希望对此类用电系统进行电能质量治理,以解决电费罚款问题。

医疗建筑电能质量分析与治理

医疗建筑的大量用电设备是非线性设备,近年来医疗建筑用户时常反映医疗建筑配电系统中存在谐波含量高、无功补偿装置无法投入、电容补偿装置发生烧毁、有源滤波装置投入使用后谐波治理效果不明显、灯具容易烧毁、变压器温升异常和噪声大等问题,严重影响医疗建筑的正常运行。对重庆某医疗建筑的典型设备和变电房低压母线处功率特性、谐波特性、频率偏移、电压不平衡度、电压波动和电压偏差等电能质量数据进行分析与总结,以此分析医疗建筑电能质量问题并提出电能质量治理建议,为提高医疗建筑设计水平、优化医疗建筑配电系统、减少后期运行中因电能质量问题造成损失提供一些建议。

抑制汽车EPS-PMSM谐波电流的可变阶跃函数补偿方法

针对三相逆变器死区时间与导通压降引起汽车电动助力转向永磁同步电机低转速下的谐波电流,提出了对α及β轴电压进行可变阶跃函数补偿的方法。为降低补偿电压摄动,保证谐波电流的抑制效果,通过电流平均法获得准确的三相电流极性。为提高输出波形质量,消除电机低速轻载工况下零电流钳位现象,提出利用可变梯形函数进行α轴及β轴电压补偿。对未补偿、传统平均电压补偿和可变阶跃函数补偿下的EPS-PMSM谐波电流进行数值仿真评估。结果表明:在电机低速轻载工况下,相较传统平均电压补偿法,可变阶跃函数补偿法将电流总谐波失真率再降低约23.42%,并消除了零电流钳位现象。