实现效率优化的无线电能传输系统双侧多周期不对称电压激励方法

在宽功率范围内实现高效功率传输是无线电能传输系统的基本要求。为提升全功率范围下无线电能传输系统的效率,该文提出了一种双侧多周期不对称电压激励方法。该方法在一、二次侧采用一种具有多个周期的不对称激励电压波形,当系统需要降功率运行时,根据功率大小对构成多周期激励电压波形的各个半周期脉宽依次进行缩减。同时,通过调节二次侧激励电压波形相对于电流波形之间的位置关系,实现宽功率范围内的开关器件零电压开通。通过各个半周期脉宽随功率降低依次缩减的变化模式,使激励电压相位差随功率的逐渐降低而出现多次回归至峰值的非单调变化特性,平抑了宽功率范围内激励电压相位差的波动幅度而将其维持于较高值,进而实现宽功率范围内的效率提升。实验结果表明,所提方法在宽功率范围内的效率不低于传统方法的效率,在大部分功率点的效率高于传统方法的效率。所提多周期不对称电压激励方法无需任何额外硬件电路,可在宽功率范围内实现效率提升。

不对称电压暂降情况下光伏逆变器输出电流峰值的控制策略

不对称电压暂降在电网实际运行中时有发生,此时电压负序分量的出现将导致光伏逆变器输出功率波动和三相电流畸变;同时电压暂降情况下电压幅值的降低使得输出电流峰值的增大,进而给光伏系统运行带来安全隐患。为此,需进行不对称电压暂降情况下光伏逆变器输出电流峰值控制策略的研究。对目前研究较为广泛的不对称电压暂降情况下光伏逆变器控制方法进行了分析,着重研究了光伏逆变器的三相输出电流,给出了三相电流峰值和可能出现的最大电流峰值的计算方法,进而提出了限制电流峰值的方法,能够保证不对称电压暂降情况下光伏逆变器输出电流不会超出最大电流限值。仿真分析验证了所提方法的有效性。

不对称电压下PWM整流器的控制策略

在电网对称情况下,传统的脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器控制方式拥有良好的动态和稳态性能,但在不对称电网下存在显著的谐波功率,严重影响PWM整流器输出电压及输入电流品质。通过将不对称电压与电流进行对称分量法分解,提出了在正负序同步坐标变换下,电网正负序电压分别定向的矢量控制策略,来消除功率传输中的波动分量,以实现在电网发生不对称故障时稳定直流母线电压。以此控制策略为基础令负序输入电流为零得到另一控制策略,以实现在电网发生不对称故障时使输入电流正弦。仿真及实验结果验证了2种控制策略的有效性。

不对称电压下PWM整流器的变结构自抗扰控制

为抑制PWM整流器在不对称电网电压时的谐波功率以及负载扰动对直流侧电压的影响,提出了一种基于变结构自抗扰理论的新型电压控制方法。将自抗扰控制与变结构控制器相结合,设计了变结构自抗扰控制器。正负序电流环采用变结构自抗扰控制,以此来消除电流环的耦合对系统的扰动,并消除功率传输中的谐波分量。新型控制器在保持原自抗扰控制器特点的同时减少了可调参数,使得参数整定变得容易,改善了系统控制性能。仿真以及实验结果表明,此方法能够对输出电压快速并无超调的进行控制,并能有效抑制传输中谐波功率和负载变化对系统的影响。

补偿约束下动态电压恢复器不对称电压暂降补偿方法

针对补偿电压注入约束下的不对称电压暂降补偿,提出一种新的动态电压恢复器补偿策略。首先以A相为参考相,以各相电压端点为圆心作补偿极限圆,通过旋转B、C相极限圆得到有效补偿域;然后根据有效补偿域与参考电压圆的交角来确定完全补偿弧;最后沿此弧旋转负荷电压,在弧内求取最小能量注入解。该方法简单直观,适用于补偿三相负荷完全对称时由各种故障类型引起的电压暂降。由于此方法无需先抵偿负序和零序分量,通过在有效补偿域内对源电压进行直接计算,最大故障范围内实现负荷电压的对称补偿,且求解过程无循环搜索,响应速度快,满足实际工程应用的需求。

基于DVR的双馈风电机组不对称电压故障穿越

基于动态电压恢复器DVR(Dynamic Voltage Restorer)能够在短时间内恢复电压的特点,研究了DVR协助双馈风电机组穿越不对称电压故障的能力。针对双馈风电机组,选择了合适的DVR拓扑结构及其补偿策略,分析了基于比例-谐振PR(Proportional-Resonant)控制器的DVR控制方法,并提出采用单环电压反馈控制的策略。利用PSCAD/EMTDC搭建的详细仿真平台,展示了在DVR的保护下双馈风电机组成功穿越不对称电压故障的能力及其改善的瞬态性能。

异步电动机在不对称电压下运行时的性能变化

分析了三相异步电动机在不对称三相电压下运行性能(电机定子电流、电磁转矩和效率)的变化情况,结果表明,三相异步电动机在不对称电压运行时,至少有一相电流超过额定电流,电机转矩减少和效率降低。总结了不对称电压对电动机危害的一些情况,给出了电机运行时对三相电压对称度的要求。

小电流接地系统不对称电压有源补偿控制方法

中性点非有效接地的中压配电网中,线路换位不佳、非全相供电以及消弧线圈电压谐振等因素均会导致系统三相电压不对称出现零序电压,威胁电网安全运行。分析了小电流接地系统不对称电压的产生机理,根据电压、电流互换特性研究了不对称电压与注入系统电流间的约束关系,提出了通过注入电流消除不对称电压的有源控制新原理。结合有源补偿装置给出一种可适应系统结构动态变化的不对称电压实用闭环控制方法,从任意幅值和相位的初始注入电流开始,先固定电流幅值改变相位使不对称电压达到最小,再固定相位改变注入电流幅值使不对称电压达到全局最小,即趋近于零。仿真验证表明所提方法可灵活、有效地控制不对称电压,维持电网三相电压平衡。

不对称电压跌落下双馈风电机组无功极限分析

文章分析了定子侧最大电流对DFIG在不对称电压跌落下无功极限的限制。根据3种限制因素,以及4种不同控制目标下,转子正负序dq轴电流与给定定子有功、无功的关系,得到无功极限曲线。根据无功极限曲线设计功率限幅器,并在DFIG机组上进行仿真,结果表明,该限幅器可以有效地减小crowbar投入次数,提高系统低电压穿越能力。

不对称电压暂降下最大功率输出的MMC协调控制策略

针对柔性直流输电系统交流侧不对称电压暂降下,模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)运行时出现的功率波动、三相电流不平衡等问题,提出了不对称电压暂降下最大功率输出的MMC协调控制策略。该策略根据不对称电压暂降下MMC系统运行特性随调节参数的变化规律,以抑制有功功率波动与输出三相平衡电流的协调控制为目标,构建了线性加权解析式确定调节参数,在保证MMC输出电流峰值在最大限制范围内时,输出最大有功功率。该策略既拓展了有功功率输出能力,又提升了系统的整体控制保护性能。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。

三相电机在不对称电压下运行的磁势分析

用对称分量法，对三相对称绕组通入不对称三相电流所产生的基波合成磁势进行计算，在此基础上讨论了该磁势的性质及对电机运行性能的影响。

三相异步电动机在不对称电压下性能的分析

利用等效电路,分析了三相异步电动机在不对称电压下的性能和对电机的危害.在不对称电压下运行时,电动机中将产生负序电流,负序电流将产生负序转矩,从而使电机损耗增加、效率降低、有效转矩减少,同时有可能引起电机的振动.

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 。

基于分布式发电的不对称电压调节器仿真

针对本地不对称的三相负荷所引起的公共连接点(PCC)三相电压不对称,提出了基于分布式发电的不对称电压调节器的设计,将三相不对称电压的调节统一于分布式发电系统中,在并网的情况下实现了负荷不对称时PCC点电压的调节。采用的是功率电流双环控制策略的逆变控制系统,通过合理的选取功率控制环,电流控制环,PI控制器参数,可以使得分布式发电逆变装置在两种情况下具有良好的电压调节稳态及动态性能。利用Matlab/Simulink对系统进行仿真,验证了所提系统结构及控制策略设计的可行性。

不对称电压跌落下考虑场景区分的逆变型分布式电源控制策略研究

逆变型分布式电源(Inverter-Interfaced Distributed Generation,IIDG)在电网电压跌落时可能存在电流越限、切机等风险,进而影响其自身和系统的安全稳定运行。对此,提出一种考虑不同运行场景的IIDG控制策略。首先,以相电压幅值为约束条件,构建了基于正序分量的电压支撑方程,实现了正序电压的最大化支撑。其次,为保证逆变器在安全的前提下充分利用自身容量,提出一种考虑电压跌落程度和IIDG有功出力大小的场景区分方法。然后,根据不同场景下的电流注入模式和控制目标推导参考电流,使IIDG兼具电压支撑、电流限幅能力。同时,通过输出有功功率和负序无功功率,提升了系统稳定性,降低了电压不平衡度。最后,基于Matlab/Simulink搭建了含IIDG的仿真模型,算例结果验证了所提策略的有效性。

不对称电压跌落下虚拟同步机改进低电压穿越控制策略

虚拟同步机(Virtual Synchronous Generator,VSG)是提高以新能源为主体的新型电力系统稳定性的有效途径。应用于逆变型新能源(Inverter-InterfacedRenewableGeneration,IIRG)并网的虚拟同步机在不对称电压跌落情况下可能丧失VSG特性,并因低压穿越能力不足或电压电流越限而导致切机,危害电力系统安全稳定运行。对此,提出了一种新型VSG控制策略。该方法在不对称电压跌落情况下,既能持续提供系统惯性和阻尼,又能提供主动电压支撑,有效提高VSG低压穿越能力,并保证扰动下的系统稳定性。首先,分析了传统VSG在不平衡电压跌落情况下的响应特性。然后,提出了一种基于平衡电流的改进VSG控制结构,将传统VSG单电流环控制改为双电流环控制,维持VSG在电压跌落条件下的惯性阻尼特性,并实现对正负序分量的精准控制。接着,基于改进的双电流环控制拓扑,在逆变器安全运行条件下,对正负序参考电流整定方法进行优化,以实现VSG主动电压支撑和电流限幅。最后,基于Matlab/Simulink仿真平台,验证了所提控制策略在多种系统运行条件下的响应特性及有效性。

不对称电压跌落下分布式新能源多目标主动控制策略研究

在电网电压不平衡跌落下,分布式新能源面临多控制目标缺乏协调、控制策略复杂等问题,严重情况下导致切机,影响电网稳定运行。对此,充分考虑电压跌落场景,提出了一种不对称电压跌落下新能源多目标主动控制策略。首先,充分考虑电网阻抗对于电压的影响,建立了不对称电压跌落下的逆变器正负序电压支撑方程,实现了对相电压的灵活控制。其次,提出了不对称电压跌落下多个新能源控制目标,并建立了基于正负序有功和无功电流的控制目标方程。在此基础上,深入分析多控制目标相互制约机理,并根据电压跌落程度优化控制目标,构建不同场景下的目标函数与约束条件。最后,利用Fmincon优化算法,实现并网逆变器在不对称电压跌落下的多目标优化控制。利用Matlab/Simulink仿真平台,验证了该方法在不同电压跌落场景下的有效性。

恒频不对称电压消除法串联谐振逆变电源研究

针对串联谐振感应加热逆变电源恒频移相功率调节方式零压开关区域小、效率低的缺点,本文提出了恒频不对称电压消除法功率调节方式,详细分析了其工作原理,对比了两种调功方式的零压开关区域,推导了四个开关管为零压开关的开关频率解析表达式,指出只要开关频率大于谐振频率,采用恒频移相功率调节方式的串联谐振逆变电源至少有三个开关管始终工作在零压状态,理论分析和仿真结果表明恒频不对称电压消除法零压开关频率区域大,开关损耗小,效率高。

不对称电压对电机实验的影响

本文针对电机实验时三相电压不对称所产生的现象进行剖析并给出一定的改进方法。

不对称电压空载试验法测量电动机杂散损耗

根据被试电动机的第三相经电阻器接至电源线上,使其在不平衡供电电压下做空载电动机运行。此时,电动机的正序与负序电流产生的损耗关系等同于异步反转法,根据这一基本特征,发明了测定负载杂散损耗的不对称电压空载试验法,并介绍了星接不对称电压空载试验法测量异步电动机杂散损耗的具体使用方法。证明了采用此种方法可以简化试验机械设备,并有助于提高测量精度。