考虑平衡端点相位不对称及光伏接入的低压配电网三相潮流模型

考虑到光伏逆变电源接入低压配电网的多样接入方式和复杂控制策略,建立了光伏逆变电源的三相电压与功率相对于中性点的控制模型。在此基础上,进一步提出了一个综合考量平衡端点相位不对称性以及光伏逆变电源接入因素的低压配电网三相潮流计算模型。为了验证该模型的有效性和准确性,在经过修正的IEEE 13节点测试系统上进行了仿真实验。仿真结果表明:所构建的模型能够精确、高效地计算包含光伏逆变电源在内的低压配电网三相潮流,为低压配电网的规划与运行提供了有力的理论支持和技术手段。

三相四线三电平储能变流器中点平衡优化控制

传统三电平中点平衡控制方法在低不平衡度下对中点波动的抑制效果显著,然而在高不平衡度负载下有待改进。本文通过对不平衡程度进行实时检测分析,提出一种基于零电平分解的中点平衡优化控制方法。在不平衡程度达到临界阈值时,对零电平分解作用区域和分解量进行协调控制,使三电平三桥臂储能变流器在高不平衡度工况下的中点电压波动得到较好抑制。仿真实验结果验证了所提方法在各不平衡度负载工况下均具有良好的中点电位平衡能力。

10kV配电系统计量方式探讨

对10kV配电系统的计量方式进行探讨,针对三相三线和三相四线计量,分别阐述两种计量方式的接线及特点,并对其优缺点进行分析,提出10kV配电系统的推荐计量方式,可作为计量系统设计、施工、维护、管理的参考。

基于多模式柔性互联的交直流低压配电网优化调度

利用柔性互联装置对配电网进行改造,可实现源-网-荷-储柔性高效互动,解决分布式电源大量接入带来的负载不均衡和电能质量问题。针对低压台区柔性互联,提出了基于多模式柔性互联的交直流低压配电网优化调度模型。首先,考虑背靠背和交直流混联的低压柔性互联装置组网方式,建立柔性互联装置和光-储-充-荷元件的低压模型。然后,基于低压模型,以多层级负载不均衡度、网损、运营成本为优化目标,提出了基于多模式柔性互联的交直流低压配电网优化调度模型,并采用凸优化理论对模型进行凸化和线性化,调用Gurobi求解器得到模型的全局最优解。最后,通过交直流混合低压配电网算例验证了所提模型和求解算法的有效性。

考虑线路阻抗情况下的三相四线制不平衡系统无源补偿方法

目前针对三相不平衡系统的无源补偿方法大多都是忽略了电源电压不平衡及线路阻抗的影响。为此,推导了考虑线路阻抗影响,在电源电压及负载不对称的情况下,由电源对地电压、公共连接点对地电压及电流确定的三相四线制不对称系统无源补偿网络参数的方法。由该方法计算所得的补偿网络参数理论上可使待补偿系统的电流不平衡度及非有功功率降低至0,且满足补偿网络容量最小的优化目标。由于中性线阻抗在实际系统中难以精确测量,分析了忽略中性线阻抗在该方法计算过程中的合理性。仿真结果表明,该方法所设计的补偿网络是有效的,并且在忽略中性线阻抗的情况下,该方法也有一定的工程实用性。

轴向磁通电机并网发电技术的研究

径向永磁同步电机具有功率密度高的特性,被广泛应用于发电机系统,磁路结构决定其能量密度仍有待提高。由于轴向磁通电机具有良好的磁路特性,在同等需求功率条件下能够缩小电机体积,本文提出采用双定子单转子轴向磁通永磁同步发电机、发动机和高压电池并网,构成两级发电机组,第一级使用电压电流双闭环控制输出540 V直流电压,第二级采用三相四线输出30 kW交流电,直流电压纹波能够抑制在2%以内,交流谐波失真度THD为1.5%,系统效率提高到94%,与普通径向磁通电机相比体积缩小20%。

基于智能电表量测的三相四线制配网抗差估计

在高级量测体系环境下,为提高配网状态估计性能,提出一种三相四线制配网的抗差状态估计方法。该方法完全采用智能电表量测的实际三相电压电流幅值和功率实时量测,以三相四线制配网节点注入电流方程为基础,建立指数加权最小二乘抗差估计模型。模型中将零注入功率方程同时作为虚拟量测方程和等式约束,目标函数中采用标准化残差的指数型权函数,以改善状态估计的收敛性和抗差性;而且该模型不存在系统中性点电位均为零和电源端点三相电压对称且已知的假设条件。最后,IEEE13节点修正系统的仿真结果表明,提出模型方法的估计结果精度高,且具有良好的收敛性和抗差性。

四桥臂有源滤波器在静止坐标系下的改进PR控制

有源电力滤波器(active power filter,APF)电流环控制要求补偿电流无误差地跟踪给定信号,传统的dq坐标系下P I控制很难消除稳态误差。采用并联的比例谐振(proportional resonant,PR)控制器,对不同频率的正弦分量进行跟踪控制,实现零稳态误差跟踪。针对电网频率波动和三相不平衡问题,在坐标系下采用改进PR控制器实现电流跟踪控制。在详细分析PR控制器各参数对性能指标影响的基础上,总结参数的调试方法,并给出控制器离散化方法。通过仿真与实验对所提控制策略进行验证,APF投入后,电网电流畸变率下降,中线电流有效值减小,负载和频率波动时仍有较好的补偿效果。该结果表明,所提的改进PR控制策略可以有效地抑制谐波,较好地解决三相不平衡问题,对负载突变和频率波动均有良好的适应性。

不对称三相四线制系统有害电流的检测方法

ip-iq 法能准确、实时地检测不对称三相系统中的有害电流 ,被广泛应用于三相电力有源滤波器。目前 ,在检测不对称三相四线系统的有害电流时 ,均事先剔除零序电流 ,然后再采用ip-iq 法。通过理论分析证明 ,ip-iq 法经过 3 2变换后iα、iβ 中都不含零序电流分量 ,并且基波正序分量不会受到影响 ,因此含有 3 2变换的p -q法、d -q法、ip-iq 法都不会受到零序电流的影响 ,所以这些检测方法都不用先剔除零序电流而直接用于不对称三相四线系统有害电流检测。理论和仿真结果表明这种方法能正确检测出基波零序、负序及谐波分量 ,从而改变了长期以来认为ip-iq 不能直接用于三相四线系统的观点。

p-q-r法与FBD法在三相四线制系统谐波电流检测中的对比

谐波电流检测是使用并联有源滤波器解决电网谐波污染的关键环节。对当今流行的三相四线制系统中谐波电流检测方法:p-q-r法、FBD法进行了深入分析。就系统电压对称和发生畸变2种情况,讨论了各自在谐波电流检测准确性、消除中线电流有效性、计算量、实时性等方面的检测性能,最后采用PSCAD/EMTDC仿真软件加以验证。结果表明,2种检测方法在准确性方面基本相同,FBD法电路简单,实时性较强;而p-q-r法能够独立消除中线电流,补偿灵活性好。

三相四线制系统并联型有源电力滤波器实验研究

主要介绍用于三相四线制的有源电力滤波装置的研究工作，给出了系统的基本补偿原理、主电路及控制电路结构，并利用该装置进行了补偿实验。实验结果表明，该装置可对三相四线制系统中的谐波、负序、零序等电流分量进行补偿。

三相四线制系统瞬时功率理论的比较研究

为深入分析应用于三相四线制系统的3种瞬时功率理论,由3种瞬时功率的定义出发,利用自由度观点和能量守恒原理,分析了各种瞬时功率理论的各自特点,并利用仿真软件MATLABLE建立了三相四线制带不对称负荷的仿真模型,对比了3种瞬时功率理论的分析结论。结果表明:传统瞬时功率理论在全局补偿中有优势;改进瞬时功率理论较适用于对各种谐波分量进行精细补偿的场合;p-q-r坐标系的瞬时功率理论具有能量守恒和无功功率相互独立的特点,适用于独立无功补偿场合。

基于LADRC的三相四线制并联型有源电力滤波器系统分析

为改善三相四线制有源电力滤波器控制器的动态响应速度和性能,首先建立了一种典型三相四线制并联型有源电力滤波器(SAPF)的数学模型;然后设计了1阶线性自抗扰控制器(LADRC)对其进行控制;最后利用经典控制理论在频域对2阶线性扩张状态观测器的收敛性进行了分析;推导了基于1阶线性自抗扰控制器的三相四线制并联型有源电力滤波器系统的抗扰特性和稳定性问题。仿真结果表明,此控制方案优于传统比例–积分–微分控制器,具有良好的跟踪效果和抗扰特性。

基于中线电流注入的三电平有源电力滤波器中点平衡策略

对于中点箝位式三电平有源电力滤波器,建立了中线电流与中线电压的定量数学模型。基于上述模型,提出了一种三电平中点电位控制方法。通过引入表示中线电流与电容中点电位关系的系数,可以根据上下电容电压差直接计算出注入的中线电流的合理值。同时通过合理选择滤波器参数与采样频率,可以抑制该方法对于APF补偿效果的影响。仿真与实验研究结果表明,该方法在基本不影响补偿效果的同时可消除中点电位不平衡。

并联型APF三相四线制系统的控制策略研究

介绍了用于三相四线制的有源电力滤波器(APF)的工作情况,给出了APF预测控制的基本原理及系统的特点,并对空间矢量预测电流控制进行建模和仿真。最后通过仿真和实验验证了该算法的可行性和良好的控制效果。

单周控制四桥臂三相四线制有源电力滤波器

提出一种基于单周控制的四桥臂三相四线制有源滤波器。该控制方法不需要检测三相负载电流和三相电源电压,不需要使用任何乘法器,可以大大简化谐波检测电路和电流跟踪控制电路。整个控制电路由4个带复位积分器、几个触发器、比较器和一些模拟器件组成,控制电路简单、可靠、无延迟。主电路开关频率恒定,容易实现。在对四桥臂变换器的三相四线制有源滤波器进行分析、建模的基础上,进行了仿真研究,仿真结果表明单周控制三相四线制有源滤波器能有效地补偿系统谐波、零序和无功电流,而且响应快、补偿性能好。

基于p-q-r理论的UPQC直接控制策略

阐述了p-q-r瞬时功率理论的原理,提出了基于该理论的统一电能质量控制器(UPQC)的直接控制策略,探讨了将其用于三相四线非线性及不平衡系统中的实现方法。着重介绍了p-q-r参考波形的产生方法,以及串联补偿电流和并联补偿电压的计算方法,并将其应用于非线性不平衡负载在电源电压不平衡及电压跌落情况下UPQC直接控制策略中。分析了控制策略的原理,推导出相关运算公式,给出了详细的控制框图。Matlab/Simulink仿真结果表明,采用该方法可以有效地消除非线性及不平衡负载对电网的影响,使电网输入功率因数为1,同时,串联补偿器隔离了电网电压对负载电压的扰动,并联补偿器给负载提供三相平衡及正弦的额定电压,不受电网电压变化的影响。

三相四线系统并联电能质量补偿器的新型控制方法

控制技术是应用逆变器在配电网实现电能质量补偿的关键。提出一种基于参考电压矢量平移的新型三维空间矢量调制方法,用来控制三电平三桥臂中点引出式逆变器,实现三相四线系统中的并联电能质量补偿。与三相三线系统中的两维空间矢量调制不同,这种新型三维空间矢量调制方法基于α-β-0变换,利用零序分量补偿中线电流。所提出的控制方法用在三相四线系统中的并联电能质量补偿器中,Matlab下的仿真结果表明这一控制方法可以使并联补偿器同时完成抑制谐波、补偿无功和中线电流的综合功能。通过与三维α-β-0滞环控制方法补偿效果的比较,证明三维空间矢量控制方法可以在较低的开关频率下达到更好的补偿效果。

基于FBD任意次谐波电流检测新方法

为了有效地检测供电系统中任意次正、负、零序谐波电流,提出了一种基于FBD的电流实时检测方法。首先利用倍频器和锁相环来产生任意次正序参考电压,并以此构造出相应的负序和零序参考电压;再利用参考电压和三相电流求得对应的等效电导;最后利用等效电导求得相应次谐波电流正、负、零序分量。克服了传统FBD电流检测法只能检测任意次谐波正序电流分量的局限性,拓展了FBD法的应用范围;与基于瞬时无功功率理论的电流检测方法相比,无Park变换和dq变换,减化了计算过程,可以有效地进行电流实时检测。仿真结果表明其正确性和有效性。

三相四桥臂并联型APF无差拍控制策略的研究

以四桥臂并联型有源电力滤波器为研究对象,对三相四线制系统的谐波检测方法和有源电力滤波器的控制策略分别进行了系统的研究。采用基于瞬时无功功率理论的ip-iq谐波电流检测法来计算谐波电流指令值。详细阐述了无差拍控制的原理,对无差拍控制模型进行了理论推导,对系统实现步骤和谐波电流预测进行了研究。实验论证了该无差拍系统的可行性,总结了无差拍控制应用的优点和问题。