硬开关和软开关三相PWM逆变器中偏差电压引起的波形畸变及校正策略比较

传统的硬开关PWM逆变器中,开关死区时间的设置在逆变器的输出端产生偏差电压,该偏差电压引起输出电压和电流一定程度的畸变;而在谐振直流环节软开关逆变器中,直流环节上的零电压凹槽也在逆变器的输出端产生偏差电压及输出波形畸变;该文的目的在于通过图解和理论分析的方法对这两种影响进行详细的比较和描述,并得出重要结论:硬开关逆变器中产生的偏差电压与输出电流方向有关而软开关逆变器中产生的偏差电压与输出电流无关,使得其输出波形畸变原理和校正策略完全不同;最后在规格完全相同的硬开关和软开关电路中实验验证了相关结论的正确性。

基于Autoformer的铝电解电压偏差预测方法研究

电耗是吨铝成本中一项非常重要的生产指标,而电压偏差则是铝电解生产过程中电耗管理的关键点,因此本文基于中国铝业某铝厂2015—2020年的铝电解数据,对电压偏差的影响特征和预测展开研究。首先,利用分布式梯度增强库(eXtreme Gradient Boosting,XGBoost)算法深度挖掘电压偏差的关联性,并根据相关性得分选取与电压偏差相关性较大的特征。在此基础上,本文构建了基于Autoformer模型的电压偏差预测方法,对2020年前半年的电压偏差数据进行预测,取得了较好的预测效果。将电压偏差的预测结果应用于实际的电解铝生产指导中,可以实现电压偏差的预警,及时调整生产决策,从而减少能耗、稳定电解槽况、延长槽寿命。

光伏直流汇流箱运行中各组件串支路输入电压出现偏差的预警方法分析

光伏直流汇流箱是一种将并联的光伏组件串的直流电流输入汇流后再进行集中输出的设备。目前,为提高运行效率,在设计上增加了汇流箱输入端的组件串联数量,从而提高了汇流箱的输出电压,减少了线路损失。但这对汇流箱的运行也带来一种隐患,当某一路组串因其内部光伏组件出现故障而引起输入电压下降时,并联组串将会因电压偏差而产生内部电流环流,引起内部元件发热,并降低了汇流箱的输出电压,不利于整个直流系统的运行。

电压偏差条件下笼型感应电机的损耗特性

为了研究电压偏差条件下笼型感应电机的损耗特性,以一台Y225M-8型22kW电机为例,利用场-路耦合时步有限元法,在额定电压±10%范围内,定量分析电机带轻载及额定负载时各项损耗的变化情况,并进一步针对Y系列3种不同容量电机,得出其在电压偏差条件下带不同负载时总损耗变化的一般规律。经损耗分析发现,无论在欠电压还是过电压下,满载总铁耗均明显高于轻载总铁耗,而铁耗中的附加铁耗通常要高于基本铁耗。对5.5kW和22kW电机进行实验研究,通过对比其在额定电压下满载运行时实测和计算损耗值,验证了所提出的损耗计算方法的正确性。

基于电压偏差机会约束的分布式光伏发电准入容量研究

针对光伏发电并网输出功率随机性及相关性导致配电网节点电压越限的不确定性,提出基于电压偏差机会约束的分布式光伏发电并网准入容量规划方法。首先,建立考虑光伏相关性的配电网概率潮流计算模型,将Nataf变换与基于矩法的三阶多项式正态变换相结合处理光伏的相关性,采用多重积分理论和Gram-Charlier级数展开得到配电网节点电压分布;然后,以最大化光伏发电并网准入容量为规划目标,电网电压不越限为机会约束,建立基于电压偏差机会约束的光伏并网准入容量计算模型,利用改进的随机权重粒子群算法对模型进行求解。仿真算例结果表明该方法能够提高光伏并网容量,使配电网运行满足电压偏差不越限。

电压偏差和谐波约束下配网光伏最大渗透率评估

针对多个三相不平衡配电网络,在不同位置接入分布式光伏,运用Open DSS软件计算了分布式光伏接入配网后节点电压偏差及谐波电压畸变率。根据ANSI C84.1-2006稳态电压标准以及IEEE519-1992谐波标准对电压偏差和谐波电压畸变率进行约束,得出不同位置下稳态电压偏差和谐波约束下分布式光伏的最大渗透率,同时分析了线路调压器及光伏接入点短路容量与光伏渗透率的关系。研究结果表明,光伏渗透率与具体配电网的拓扑结构和线路参数相关,光伏接入点越靠近馈线首端,渗透率越大。同时考虑电压偏差和谐波约束下光伏渗透率至少能达到20%,并且使线路调压器与其下游接入的光伏发电功率协调配合也可显著提高光伏的渗透率。

基于LCC的配电网电压偏差治理措施的优化

提出了基于全寿命周期成本(LCC)理论的配电网电压偏差治理措施的优化方法。介绍了该方法的流程,构建了配电网工程改造的LCC分解模型,并利用现有的统计数据得出了主线换径、无功补偿及调整变压器分接头3种常用电压偏差改善措施的LCC计算模型。以某10 kV馈线为例,对其进行了供电电压偏差评估、改善方案制定及基于LCC理论的改善方案优化,方案确定为优先选择将变压器分接头档位提高一级,并在变压器二次侧加设无功补偿电容器。

配电网电压偏差治理措施对比分析

针对复杂配电网存在的距离大负荷输电导致的电压降低和水电丰期无功富余导致的电压抬升问题,选取了既有水电上网又有大负荷的复杂配电网作为分析对象,利用电力系统分析综合程序PSASP建立了问题稳态分析模型,对不同类型治理措施的配网电压偏差抑制效果进行了仿真。选取了分析对象实际运行时存在的3种典型潮流模式,分别采用无功集中补偿、分布式动态无功补偿和分布式固定无功补偿3种配网电压偏差治理措施,比较了3种无功治理措施的有效性和经济性,提出了不同形式无功补偿措施在配网电压偏差治理中的适用范围。研究结果表明:无功集中补偿措施适用范围有限,分布式无功补偿措施适用性强但经济型较差,对于电压偏差要求不高的配网可采用分布式固定无功补偿。

电网电压偏差对水轮发电机定子温度场的影响

以一台水轮发电机为例,分别采用有限元法和有限体积法对电网电压发生偏差时水轮发电机的二维电磁场和径向通风沟内的二维流体场进行了数值计算;给出了电网电压发生偏差时定子股线和定子铁心的基本铜耗、涡流损耗以及通风沟内各散热表面的散热系数:最后采用有限元法对定子三维温度场进行了计算,分析了电网电压偏差对定子温度场的影响,得出了一些有用的结论。

交直流混合微电网TNPC变换器的死区电压矢量偏差及修正

对T型中点箝位型双向变换器在矢量空间中的死区电压矢量偏差进行分析,总结其发生规律,并根据参考电压矢量的位置和幅值得到提前修正的指令电压矢量。从线性调制空间到过调制空间得到相应的伏秒特性方程的调整办法。同时,考虑到系统在动态扰动下可能引发的欠补偿或过补偿,引入一个补偿深度的调节因子,实现脉宽调制(PWM)指令电压矢量的自适应修正。该方法可推广到有更多电平的变换器中,避免了采用传统PWM脉冲宽度整形法时出现的脉冲损失或饱和问题。

基于自适应下垂算法的直流微电网功率精确分配和母线电压偏差优化控制

下垂控制为直流微电网功率和电压的调控提供了有效的方法。在传统的下垂控制方式下,各分布式电源在运行时线路电阻参数不一致,导致功率分配的精度降低,严重时可能导致电源过载问题,同时线路电阻的电压降会导致直流母线电压的降落,从而降低供电质量。针对上述问题,本文采用“电流-电压”的自适应下垂算法实现负荷功率精确分配,同时提出降低直流母线电压偏差控制方法,通过分析输出功率和电流、电压的关系,引入自适应虚拟阻抗自适应调整下垂系数消除功率偏差,对母线电压优化采用平移电压曲线的方法来补偿电压降落,减小母线电压的偏差,提高供电质量。最后在Matlab/Simulink软件上搭建了系统仿真模型,仿真验证了提出策略的有效性。

直流配电系统电压偏差限值的研究

随着直流配电系统研究日益深入及其工业实施的推进,迫切需要制订一个规范的直流配电系统设计与运行导则;电压偏差限值与电能质量、供电能力、运行效率等密切相关,是导则制订中的重要参数。文章从直流配电系统电磁兼容要求、电力负荷工作特性、交流电网并网限制等方面着手,"源—网—荷"一体化地探究了直流配电系统的电压偏差限值的制订依据,提出了电压偏差限值的建议值,并探讨了直流配电电压调整办法。

电能质量 讲座 第二讲 电压偏差与频率偏差

电压与频率是电能质量中重要的指标。其偏差往往会对电力设备与系统造成很大的危害,严重时甚至会导致电力系统失稳、崩溃。介绍了电力系统电压与频率偏差的基本概念及产生原因,阐述了电力系统电压与频率偏差所造成的影响、危害。给出了国家对于电压与频率偏差所制定的标准以及针对电压与频率偏差超标的各种治理对策与方法。

电压偏差计算及调节方法研究

电压偏差是指电网电压偏离电网额定电压的程度.而系统运行方式的改变,或用户负荷的变化都会使电网上某一点的实际电压偏离其额定值.通过对运行中的电力系统分析,给出系统中某一点电压偏差的计算方法,同时给出了减小电压偏差的调节方式和方法.

基于可变功率和阻抗平抑主动配电网母线电压偏差方法研究

针对分布式电源、柔性负荷接入主动配电网渗透率的不断提高和电力用户对电能质量日益苛刻的需求,本文提出一种基于可变功率和阻抗平抑主动配电网电压偏差的方法。该方法对主动配电网负荷端母线电压正向偏差和负向偏差进行分析,当正向偏差超出允许值时,通过投入柔性负荷,改变负荷总功率,平抑电压偏差;若投入柔性负荷不能平抑电压正向偏差至允许的范围,则进一步通过降低分布式电源的输出功率平抑电压正向偏差;当电压负向偏差超出允许值时,通过增大分布式电源的输出功率平抑电压偏差;若分布式电源的输出功率不能平抑电压负向偏差至允许的范围,则进一步投入阻抗可调的柔性线路,通过改变输电线路总阻抗,平抑母线电压负向偏差。为验证所提方法,以分布式电源、柔性负荷和柔性线路接入配电网为例,搭建Matlab/Simulink仿真模型,计算结果表明该方法可行有效。

不同渗透率条件下的光伏电源并网对配电网电压偏差的影响

光伏电源并入配电网后,使配电网由单电源网络转化为多电源网络,改变了配电网的潮流分布,对配电网电压的稳定性会产生影响。在此基础上,研究了不同渗透率条件下的光伏电源接入对配电网电压偏差的影响以及影响程度。基于EMTDC/PSCAD软件的仿真平台,通过搭建含光伏电源的35/0.4k V的典型配电系统模型,进行一系列仿真试验。结合多个仿真试验结果,定量分析了接入不同电压等级母线、不同渗透率条件下的光伏电源对配电网电压偏差的影响规律。

PWM控制永磁同步电机电压偏差下的损耗研究

永磁同步电机通常采用变频器进行驱动,长线路运行时易受供电质量影响出现电压偏差。为探究电压偏差对永磁同步电机损耗的影响,本文以一台50k W永磁同步电机为例,采用有限元法对其在变频驱动PWM控制时额定负载下电压发生偏差情况进行了数值计算与分析。着重研究了定子与转子铁心磁密及绕组电流的基波和谐波分量,得出了定转子铁耗、绕组铜耗以及永磁体涡流损耗的分布特性;同时,选取A相电流进行仿真并与实验测量相对比,以验证研究方法的正确性。结果表明,随着PWM控制时电压的增大,定转子铁耗、永磁体涡流损耗以及绕组铜耗均呈增加趋势。数值计算结果与实验数据相吻合。此研究可为电机设计优化提供一定参考。

基于热效应原理的电压偏差控制策略设计与分析

针对现有电压偏差监测方法中采用基于平均整流值计算的电压偏差有效值方法的现状,以提高在线监测电压偏差准确度为目的,提出了一种与传统方法不同的采用基于热效应原理的电压偏差有效值计算方法。该方法基于热效应做功机理,利用单位周期内采样点所做功进行叠加运算,描绘出电压变化曲线,以实现对电力系统电压偏差的有效监控。通过分析推导计算方法,给出其计算方法流程图,并在自主研发的控制策略平台上绘制实时监测电压偏差曲线。所得的分析结果与现行方法的比较结果表明,基于热效应原理的电压偏差有效值计算方法能够更加准确地反映电压波动程度,描述电力系统电压偏差数字特性,对于分析电力系统电能质量问题提供有效的手段及依据。

电能质量 讲座 第二讲 分布式电源接入与电网电压偏差

针对分布式电源接入配电网引起的电压偏差问题进行研究。首先介绍电压偏差的含义和形成机理,重点阐述分布式电源接入对电网电压偏差的影响,分析配电网与输电网电压偏差问题的差别,解释分布式电源接入配电网的几种不同情况下电压偏差的分布情况。最后,探讨利用分布式电源抑制电压偏差的可能性和适用场合。

新能源发电功率与电压偏差的相关性研究

将概率论中相关性分析方法应用到不同功率下电能质量的相关性研究中。通过搭建风电场接入系统的仿真模型并进行相关性分析,表明新能源并网节点的电压偏差程度主要是由系统的电压运行水平、新能源注入功率和负荷大小决定的。在系统运行背景不变的条件下,风电场接入抬高并网节点电压的程度与风电场注入系统的功率有很大的相关性。在此基础上,本文还从电压偏差质量约束的角度,讨论了风电接入配电网节点选择的方法,为怎样选择并网节点和并网节点处电能质量预估提供依据。