Zero-sequence Circulating Current Reduction for Three-phase Three-level Modular Photovoltaic Grid-connected Systems

针对共享正、负母线和交流母线的三相三电平模块化光伏并网系统的零序环流问题,建立三电平模块化系统零序环流的等效模型,并根据激励源的不同将零序环流分成3类,提出一种共享正、负母线和中线的并联方案来抑制I类零序环流,及一种基于改进型LCL滤波器的并联方案来抑制II、III类零序环流的高频分量,和采用零序环流控制器来抑制II、III类零序环流的低频分量。最后,通过10 kW的三相三电平模块化光伏并网系统的仿真和实验,证明了零序环流模型分析和抑制方法的正确性。

基于特征融合的GA-SVM配电网单相接地故障选线方法

针对配电网单相接地故障数据量较少时,选线方法精度不高,提出一种基于特征融合的遗传算法优化支持向量机(genetic algorithm-support vector machine,GA-SVM)配电网单相接地故障选线方法,采用傅里叶变换、有功功率法以及小波包变换对不同故障工况下每一条线路的暂态零序电流进行分解,提取基波幅值、五次谐波幅值、平均有功功率分量及小波能量值四种特征,经主成分分析法对这四种特征进行融合,提取主成分分量,建立特征数据库,将特征数据库的80%作为训练集,20%作为测试集,通过GA-SVM对特征数据库中的样本进行训练,实现故障选线。通过MATLAB/Simulink搭建包含5条馈线的配电网仿真模型进行验证,结果表明,提出的算法可以通过小样本数据实现故障选线,选线精度较高,适用性强。

Residual current compensation for single-phase grounding fault in coal mine power network

The way of neutral point to earth via full compensation arc suppression coil can solve the problem of residual current compensation in coal mine power network effectively. Based on the analysis on the grounding current detection results of Xieqiao coal mine, the conclusion that harmonic component of grounding current is dominated by higher harmonics with complex harmonic sources in coal mine power network system was obtained. The influences of harmonic source type and fault point position on harmonic voltage and harmonic current were analyzed theoretically. The influences of earthed fault feeder detection result and the estimation errors of parameters to earth on residual current compensation were analyzed. A new thought of residual current prediction and the selections of model method and control method were proposed on this basis. The simulation results prove that harmonic amplitudes of zero sequence voltage and zero sequence current are determined by harmonic source type as well as fault point position in coal mine power network, and also prove that zero sequence voltage detection can avoid the unstable problem of coal mine power network system caused by undercompensation of capacitive current. Finally, the experimental device of full compensation arc suppression coil is introduced.

架空-电缆混合线路接地故障距离保护整定研究

针对架空线与电缆的线路参数不均一,提出了架空-电缆混合线路接地距离保护的整定优化方法。分析了零序电流补偿系数对测量阻抗的影响,两侧保护分别采用从母线起混合线路全长70%的正序阻抗和零序阻抗来计算零序电流补偿系数;分析了故障处于不同位置时,架空线侧和电缆侧的保护所采集的故障相电压波形特征,发现电缆侧保护所采集的故障相电压含有较大幅值的非整次谐波,故架空线侧保护采用从母线起线路全长70%的正序阻抗作为整定阻抗,而电缆侧保护采用整条线路正序阻抗的70%作为整定阻抗。利用PSCAD建立了架空-电缆混合线路模型并进行故障仿真,结果表明,该方法可有效提高架空-电缆混合线路接地距离保护Ⅰ段的灵敏性。

具有中点电压平衡与零序电流抑制的T型三电平逆变器供电六相PMSM-DTC

在三电平六相电机驱动系统中,存在中点电压不平衡及零序电流导致定子电流畸变等问题。为此,该文针对T型三电平逆变器供电的六相永磁同步电机,提出一种具有中点电压平衡与零序电流抑制功能的直接转矩控制(DTC)策略。为实现DTC的快速构建,该策略基于两电平三相电机DTC结构,利用精简后的开关状态,在六相绕组轴线上分别合成满足控制要求的4个电压矢量,然后通过两个滞环比较器结合简单的扇区划分,确定最优电压矢量所在轴线,同时构建中点电压与零序电流控制平面,并对系统在控制平面所处扇区进行判断。在此基础上,根据最优电压矢量所在绕组的相电流iy的极性,实现最优电压矢量的选择,并进一步构建DTC最优开关矢量表。最后,通过实验结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。

基于动态相量的并联逆变器并网系统超高次谐波零序环流特性分析

为研究共交直流侧母线的并联逆变器并网系统中超高次谐波零序环流特征分量及边带分量的特性,通过分析各逆变器的开关状态研究系统中零序环流的流通路径,并建立零序环流等效电路;利用动态相量法建立计及逆变器间载波相位差的超高次谐波零序环流分析模型;以该模型为基础,分析并联逆变器并网系统的超高次谐波零序环流特征分量特性和边带分量特性。最后,通过仿真验证了理论分析的正确性。

基于模糊PSO-BP神经网络的配电网故障选线方法

将模糊粒子群优化BP神经网络的方法引入配电网单相接地故障选线中。通过matlab仿真试验,得出各线路的零序电流信号,并将多种提取的特征量进行信息融合。利用模糊粒子群优化BP神经网络进行故障选线。测试结果表明,与传统模糊BP神经网络选线方法相比,该方法具有训练速度快、误判率低的优点,能够满足电力系统对精度和准确性的要求。

结合H-S变换和BSVM的高压输电线路故障识别

针对高压输电线路故障识别元件易受系统工况和一些不确定因素影响的问题,提出一种新的故障分类模型。此模型主要由3个二分类支持向量机分类器、1个零序分量判别器和1个逻辑判断器构成。对三相电流进行H-S变换得到模时频矩阵值,用于对支持向量机分类器的训练;对零序电流进行小波变换计算低频能量,用于零序分量判别器识别;最后逻辑判断器根据二者的输出遍历逻辑表做出判断。通过仿真实验,此模型在各种干扰和工况变化的情况下都能保持良好的性能。

Zig-zag变压器的建模与应用

在低压配电网中零序性谐波日益严重的情况下,曲折接线(Zig-zag)变压器为抑制零序性谐波提供了一种比较新颖的方法。针对配电系统中所存在的零序性电流,首先在理论分析的基础上,建立了Zig-zag变压器的分析模型,并针对三相不平衡负载和三相不平衡电源及作为整流变压器应用这3种情况进行了仿真分析,通过分析可以知道Zig-zag变压器在三相不对称运行时可以相互补偿铁芯的磁通量,最大限度地控制各相感应电动势的一致性,从而保持三相平衡,降低零线电流。

基于PSO-SVM的小电流接地故障选线方法

针对小电流接地系统,现有故障选线方法的精度不高,为此提出基于粒子群优化向量机(PSO-SVM)的选线方案。在搭建小电流接地系统仿真模型的基础上,采用Matlab进行PSO优化算法仿真实验,根据不同的接地情况获得故障时各线路零序电流,利用小波包变换(WPT)与傅里叶变换(FFT)从零序电流中提取暂态分量、谐波分量、五次谐波分量作为PSO-SVM输入特征进行训练,用训练好的SVM对测试样本行检测,得到选线结果。仿真结果表明,该方法使学习训练速度加快、自适应能力增强、选线精度提高进,且其不受接地电阻、故障距离等因素影响。

基于模糊粗糙集和GA-BP神经网络的配电网故障选线方法

针对BP神经网络故障选线当输入数据量大时,其结构复杂、收敛慢,并且易陷入局部最优的缺点,将模糊粗糙集和遗传算法优化神经网络的方法引入配电网单相接地故障选线中。通过MatLab仿真试验,得出大量的各线路零序电流信号,并将多种提取的特征量进行信息融合。利用粗糙集理论对条件属性进行约简,去掉冗余条件属性,将约简后的属性作为输入层的BP神经网络,然后通过遗传算法优化BP神经网络进行训练和测试。测试结果表明,该方法具有训练速度快、误判率低的优点,能够满足电力系统对选线精度和准确性的要求。

基于双3L-NPC开绕组电机反电动势谐波电压下中点平衡控制

主要对双中点嵌位式三电平(3L-NPC)开绕组电机在反电动势谐波电压存在下机侧变流器中点平衡控制展开研究。首先建立了开绕组永磁同步电机的数学模型,通过PR调节器实现对电机反电动势谐波幅值和相位观测,使变流器调制波叠加同样幅值相位的零序分量进行零序电流抑制。补偿零序电压注入后改变了原有变流器调制波的正负关系,通过讨论叠加补偿电压后两组变流器调制波的工作范围,实现了基于反电动势谐波下的共直流母线中点电位平衡控制。最后完成了不同调制度、功率因数和反电动势谐波电压下的中点电位控制能力分析,仿真和实验结果验证了理论的正确性。

TN-C-S系统中线路故障时漏电保护器的工作分析

通过分析低压配电TN-C-S接地系统的特点与接线;结合漏电保护器是以检测流入和流出零序电流互感器的电流相量和是否为零来判定是否漏电的工作原理,仔细研究了漏电保护器在TN-C-S系统中PE线和N线断开、合并以及N线重复接地时的工作情况,提出了相应的改善措施,为提高漏电保护的工作效率奠定了基础。

白河变500kVⅠ母BP-2B母差保护缺陷分析

微机继电保护装置在变电站复杂的电磁干扰环境下,内部的电子元器件将受到干扰使其不能正常运行,甚至影响到保护的正确动作,对电网的安全稳定运行构成威胁.结合白河变500 k VⅠ母BP-2B母差保护定期检查工作中发现的缺陷,采用对称分量法对采样结果进行分析,确认故障原因是无法采集到零序电流,对可能的故障点进行排查,最终定位故障插件并提出了诊断方法和预防措施.

开绕组永磁同步电机的无模型电流预测控制策略

针对共母线型开绕组永磁同步电机的零序电流和模型电流预测控制中电机参数易受影响的问题,提出了一种无模型电流预测策略。首先,将电流预测控制与无模型控制结合,引入线性状态观测器对系统扰动进行估计;其次,使用价值函数以及电压矢量扇形策略选择最佳基本电压矢量和作用时间,且通过非零矢量产生的零序电压和参考值的差量得到补偿的零序电压,并选择计算其注入的混合零矢量以及作用时间;最后,用滑模控制改进状态误差反馈的自抗扰控制来代替速度环的PI控制。仿真结果表明,该改进方法使零序电流的波动范围缩小在0.2 A之间,提高了系统的响应速度,验证了此方法的有效性和可行性。

VSC-HVDC并联运行系统中零序环流的抑制

采用共交直流母线并联的VSC-HVDC系统可以提高其传输容量,但需要解决换流器模块间电流分配不均及环流问题。分析了零序环流产生的原因,建立了逆变侧并联模块的数学模型。在上述分析基础上,提出一种基于旋转坐标系的零序环流控制策略。通过模块并联以及载波移相技术,增加了系统的容量并提高了波形质量。仿真结果验证了控制策略的有效性。

无换流变MMC-HVDC的零序电流影响机理分析与抑制

在交流电网发生不对称故障条件下,存在零序大电流由无换流变MMC-HVDC系统在互联的交流电网之间流动,对MMC-HVDC系统和交流电网都造成恶劣影响。根据MMC的平均值数学模型,化简得到MMC-HVDC系统的零序等值网络,推导出零序电压电流关系式,从而解释了零序电流影响机理。采用基于PR环节的附加零序电流控制器,能够有效抑制零序电流,增强无换流变MMC-HVDC系统的故障穿越能力。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了上述理论分析的正确性和附加零序电流控制器的有效性。

基于三电平3D-SVPWM的四桥臂有源电力滤波器

在低压电力系统的供电方式中,三相四线制以其特有的优越性在工业中得到广泛应用,因此解决谐波以及负载不平衡的问题也日益迫切。为此,基于三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法,针对三相四桥臂拓扑结构有源电力滤波器(APF)进行了研究,重点分析了谐波抑制及零序电流的补偿。使用仿真和实验进行了验证,结果表明该方法具有良好的补偿效果。

共母线OW-PMSM驱动系统改进SVPWM算法研究

为了提高共母线开绕组永磁同步电机(OW-PMSM)驱动系统母线电压利用率,且减小系统中存在的零序电流,提出一种改进的电压空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)算法。通过选择新的基本电压空间矢量使得双逆变器系统线性调制区最大化,同时在调制过程中通过重新分配零电压矢量的作用时间抑制零序电流。最后,基于MATLAB/Simulink环境搭建共母线OW-PMSM驱动控制系统仿真。仿真结果表明,改进SVPWM算法母线电压利用率更高,且OW-PMSM相电流中零序电流减小3A,3次谐波含量减少51.47%。

三相三线三电平有源滤波器的优化3D-SVPWM法

三相三线有源滤波器(APF)由于没有中性线,一般不考虑零序分量,通常采用二维空间矢量调制法(2D-SVPWM),然而造成中性点电压偏移,使开关管电压应力加大。提出用三维空间矢量调制法(3D-SVPWM)对三相三线三电平有源滤波器进行调制,控制零序分量保证中点电压稳定,间接控制直流侧电容电压的平衡。通过对3D-SVPWM法开关时间进行归纳,发现开关时间只需根据参考矢量所在的相位划分成12个扇区进行计算。因此可以去除子扇区的划分,简化了3D-SVPWM的运算时间,同时消除子扇区划分误差。仿真与实验证明,采用所提出的优化3D-SVPWM法不但补偿谐波效果好,直流侧电容电压也较平衡。