多态相分量法及其在电力系统三相不对称分析中的应用

电力系统中的三相不对称问题给对称分量法的应用带来了困难。使用相分量方法在分析电力系统三相不对称网络时更加方便。由于传统相分量法不能充分利用电力系统对称元件可解耦的特性,计算量较大,影响了广泛应用。基于相分量模型提出的多态相分量法,可以处理电力系统各种不对称的问题;使用矩阵和向量作为计算元素,实现了三相计算和单相计算的统一;通过多态化矩阵变换,减少了计算量,实现了与对称分量法相同的计算效率。

基于同步坐标变换的三相不对称系统的无功与谐波电流的检测

针对现有的一些检测方法在三相电压不对称或畸变时存在的一些缺陷,提出了一种新的基于同步坐标变换的检测方法。它能实时检测出不对称三相电路中的基波正序有功电流以及无功电流与不对称分量、谐波电流的和,从而可直接应用于三相三线或四线系统的综合补偿。该检测方法在三相电压不对称且含畸变时,无须对三相电压进行锁相和滤波,避免了由此带来的检测误差。理论推导和仿真结果验证了所提方法的正确性。

小波变换在三相不对称系统谐波检测中的应用

针对小波变换在三相不对称系统的谐波检测中无法分离出系统中的基波负序信号的局限性,提出了一种基于周期交错的小波MALLAT多分辨率分解的测量方法,它根据三相相电流在3/2变换后的正余弦特性,利用1/4个工频周期交错滤除基波信号中的负序成分,再利用小波多分辨率分析提取基波正序信号。在详细介绍了该周期交错算法的原理、流程及计算公式后以TMS320LF2407数字信号处理器为核心建立了验证该算法的实验系统。实验结果表明,该周期交错-小波变换算法可以克服单纯小波频带划分的局限性,有效地检测出三相不对称系统中的基波正序及负序电流分离,从而计算出总的有害电流。

基于复数域标幺化的配电网三相不对称快速分解状态估计算法

提出一种基于复数域标幺化的配电网三相不对称快速分解状态估计算法。基于坐标变换的思想,引入基准相角进行复数域标幺化,对阻抗进行整体移相,减小R/X比值,弱化电压相角对有功、电压幅值对无功的影响,实现配电网状态估计的快速分解;根据网络特性,得出使得快速分解估计方法可靠收敛的最优基准相角的选取原则;为适应PQ快速分解状态估计模型,将电流幅值量测等效处理为功率量测。标准测试算例的仿真结果表明,所提快速分解状态估计方法在保证估计精度的同时,可改善配电网状态估计数值计算的稳定性,提高大规模配电网状态估计的在线计算速度。

基于相坐标系的配电网三相不对称解耦状态估计算法

提出了一种基于相坐标系的配电网三相不对称解耦的状态估计算法。在等效电流量测变换法的基础上,针对配电系统线路参数不对称的特点,引入三相不对称潮流计算中的解耦-补偿电流模型,在相坐标下将三相不对称状态估计方程完全解耦;同时引入旋转变换使每一相的雅可比矩阵和信息矩阵实虚部严格解耦,进一步降低了问题的求解规模。最后提供算例将所提出的方法与等效电流量测变换法进行了比较,结果表明所提出的方法精度较高,具有工程应用的前景和价值。

三相不对称系统任意次谐波电流检测新方法

提出了在三相不对称系统下,一种新的检测任意次谐波电流的方法。该方法通过构造任意初相角、具备与需要检测的任意次谐波相同频率的正弦信号和余弦信号,使其与三相电流进行相关运算,可分别检测出任意次谐波电流正序分量、负序分量和零序分量,将三种分量相加即可得到三相四线制系统任意次谐波电流的检测结果。该方法不存在锁相环电路,简化了电路结构。理论分析和仿真结果都证明了所提方法的正确性。

基于拓扑扩展和矩阵增广的复杂配电网络三相不对称系统快速潮流算法

提出了一种解决复杂配电网络 (大 R/ X比值、辐射或弱环结构、含 PV节点等 )三相不对称系统的快速潮流算法。该算法基于配电网通常情况下的辐射 (开环 )结构运行特性 ,利用“降阶的节点—支路关联矩阵”An 建立单相辐射网络的拓扑约束和元件约束方程 ,根据 An 是稀疏矩阵且主对角元素为 1的上三角阵的特点 ,潮流方程就能快速求解。当配电网弱环运行时 ,在系统解环后的断点处补偿电压和电流的边界条件 ,形成网络增广矩阵方程 ,并综合戴维南多端口等值电路迭代求解潮流。此外 ,本算法还采用了高斯 -赛德尔恒电压幅值迭代补偿技术解决 PV节点问题。实验结果说明了本文算法 (简称 3DL F算法 )的正确、稳定、快速。

计及分布式电源发电不平衡度约束的三相不对称配电网动态重构

该文提出一种计及分布式电源(distributed generation,DG)发电三相平衡需求的三相不对称配电网的动态重构方法。首先以开关成本与网损成本之和最小为目标,构建了同时计及配电网络三相不对称及DG发电不平衡度约束的动态重构模型;其次,在模型中引入三相储能装置(energy storage,ES),实现DG与ES的协调运行,从而在保证DG发电不平衡度约束的同时,能够满足三相不平衡负荷的需求;最后,基于多种线性化手段,将模型转化为混合整数线性规划问题,实现其有效求解。该方法体现了配电网运行安全性与经济性的协调,可在保证DG运行安全性的同时,有效降低网络损耗,提高配电网运行的经济效益。通过对修改的IEEE 34节点及IEEE 123节点配电系统的计算与分析,验证了方法的有效性。

三相不对称供电异步起动永磁同步电动机的退磁研究

异步起动永磁同步电动机的三相供电电压不对称时,永磁体的退磁情况会受到影响。该文采用复数电压不平衡因数(CVUF)描述三相供电电压的不对称程度,利用二维有限元法研究了三相供电电压不对称时异步起动永磁同步电动机的退磁特点。为了准确反映永磁体发生局部不可逆退磁的情况,采用永磁体的最小工作点(即永磁体各点磁密沿磁化方向投影的最小值)反映永磁体的退磁状态。分析CVUF对永磁体最严重退磁工作点(即电机的最严重退磁磁场出现时的永磁体最小工作点)以及电机稳态运行时定子电流的正序和负序分量、永磁体最小工作点曲线的平均值和波动的影响,并得到了相应的结论。

非正弦和三相不对称系统中功率的实用计算

针对目前非正弦周期电流电路和三相不对称电路中功率的定义和计算中的缺陷,本文提供了一种新的功率定义和实用计算方法。同时介绍了衡量三相系统不平衡度和谐波污染的量化指标。

三相不对称工况下配电变压器附加损耗特性分析

配电网络三相不对称会造成配电变压器产生附加损耗,对造成配电变压器附加损耗的相关影响因素进行分析有利于合理降损。基于电路理论对配电变压器在三相对称工况及三相不对称工况下的基本特性进行了分析,探究不对称电力网络对变压器铜耗、中性线损耗以及电动机有功出力和用电设备的影响,并对由于系统不对称造成的配电网络额外损耗量进行精确计算;最后,基于MATLAB仿真软件,验证配电变压器处于不同负载不对称类型及程度下附加损耗的相关变化特性,该研究成果对降低不对称工况下的网损具有重要的指导意义。

三相不对称系统谐波检测与补偿方法研究

为消除三相不对称系统中传统检测方法对谐波电流检测造成的误差,在此基于对瞬时对称分量法研究的基础上,结合二阶广义积分原理,对瞬时对称分量法进行了改进,提出了一种能够在三相不对称系统中对谐波电流信号实现快速、准确检测的方法。实验结果表明,基于该检测方法的有源电力滤波器(APF)能够有效地检测和补偿三相不对称系统中的谐波电流。

基于IPST的合环装置三相不对称下耦合特性及控制策略

随着配电网供电可靠性要求的不断提高,需要合环操作实现不停电转供负荷,但电网结构日益复杂,往往在合环点处出现上级电源属于跨多级电磁环网的复杂合环场景。针对配电网复杂合环场景下合环点两侧母线存在三相不对称、电压幅相差等因素,提出了基于改进移相变压器(IPST)的合环装置结构。考虑IPST三相调相调压绕组之间的耦合特性,分析推导了三相不对称合环场景下IPST调相调压绕组合环调节变比的计算公式,提出了适用于不同不对称复杂合环场景下的控制策略。最后,基于跨多级电磁环网的复杂合环场景下某35 kV变电站10 kV侧母线三相不对称的实际情况,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提基于IPST的合环装置及其控制策略的有效性。

三相不对称输电线路单相自适应重合闸的研究

针对某些情况下故障性质判别灵敏度不足的问题,提出了三相不对称输电线路单相自适应重合闸故障性质判别方法。建立了三相不对称输电线路等效电路,推导了断开相恢复电压的计算公式,分析了不同故障性质情况下影响恢复电压幅值大小的因素。研究表明恢复电压幅值受故障性质、潮流方向和大小、故障相别及故障位置的影响。据此提出了新的故障性质判别方法,不同情况下采用相应的判别门槛值。EMTP仿真结果验证了该方法的正确性和有效性,能够提高重合闸成功率。

基于实测的三相不对称电力系统谐波阻抗估计

通过分析星形和三角形连接下的三相不对称电力系统,推导建立了三相不对称电力系统谐波阻抗的矩阵估计模型。模型基于大量系统和负荷公共联接点处的实测数据,采用多元线性回归法,对系统侧的谐波阻抗矩阵各元素值进行估计。仿真实验及误差分析表明,所得模型是准确有效的。提出的方法数据获取简单、线性回归模型计算速度快,可用作实时估计。该研究结果可作为三相不对称情况下估计非线性负荷的谐波发射水平和配置谐波滤波器的基础工作。

调度员培训仿真器中三相不对称系统的稳态仿真

针对调度员培训仿真器 (DTS)的特点 ,提出了一个在以单相仿真为主的 DTS中嵌入三相不对称系统稳态仿真的方法 ,包括潮流计算和故障分析。该方法基于相分量模型 ,除对变压器和线路采用详细模型外 ,还能够考虑多项式负荷。算法在不收敛情况下以误差最小解为计算结果 ,提高了DTS的鲁棒性。以消弧线圈接地电网的仿真为例说明了该方法的有效性和在 DTS中的重要作用 ,并揭示出负荷特性对消弧线圈运行整定有重要影响。

一种计算三相不对称系统视在功率的新方法——BG法

视在功率是一个重要的电气物理量,在三相不对称系统中有两种不同的视在功率定义,即算术视在功率和相量视在功率,多年来这两个视在功率的争议不断,不同的功率定义导致了不同的计算结果及测量手段上的混乱,本文对现行的视在功率的定义进行了讨论,介绍了计算三相不对称负载和非正弦交流电路视在功率的一种新算法——BG法。

三相不对称负荷功率测量误差校正方案

为提高功率测量的精度,针对三相负荷不对称时,三表法测量三相四线制电路有功功率存在测量误差的问题,提出从检测负荷虚拟中性点电压出发,将三相不对称负荷电路转化为三个单相电路,按照单相电路功率计量方法来计量各独立相负荷功率的方案。

配电网三相不对称系统无功智能测量法

对配电网传统无功功率测量中,由于电压、电流不对称引起的不对称误差进行分析,推导了无功功率在电压、电流不对称时的准确表达式,介绍了一种基于单片机交流采样技术消除不对称误差的准确的无功功率测量方法。

如何检测三相不对称电压的各序分量

为了解决三相不对称电压的检测问题 ,分析了三相不对称电压正序、负序和零序分量的检测方法 。