基于空间矢量的基波正序、负序分量及谐波分量的实时检测方法

提出了一种新的实时检测基波正序分量、基波负序分量和谐波分量的方法 ,该方法首先将三相瞬时值合成一个空间矢量 ,然后对所得矢量的实部和虚部分别进行滤波以滤去谐波分量。如果忽略滤波后残余的谐波分量 ,则滤波后的矢量可认为是由对应正序分量的逆时针方向旋转的矢量和对应负序分量的顺时针方向旋转的矢量合成。实时分解这两个矢量的方法为 :将分解后的两个矢量根据所用滤波器的特性旋转一个适当的角度 ,可以完全补偿滤波所引起的相移 ,从而可以实时准确地分解出基波正序分量和基波负序分量 ,进而分解出谐波分量。仿真结果证明了所提方法的正确性和有效性。

基于基波正序计算方法的串联型电压调节器

针对串联型交流电压调节器 ,提出了一种新的基波正序计算方法以获取补偿电压的参考信号。这种方法不需要硬件同步电路 ,能实时地计算电源电压中的基波正序分量。在以DSP为平台的样机上进行了交流调压的实验。实验结果表明 ,基于新的电源电压基波正序计算方法的串联型电压调节器能有效地补偿电源电压的跌落、畸变及不平衡 ,适应各种负载 。

基于三阶广义积分的锁相环及基波正序分离方法

非理想电网下,电网经常会因直流偏置、不平衡、谐波分量以及频率跳变而发生故障,此时传统锁相环技术不能精确的锁相。针对以上故障,采用三阶广义积分器(TOGI)实现直流分量的消除,将其嵌入到同步参考坐标系锁相环(SRF-PLL)中,并通过TOGI产生的一组正交信号消除电网中的2倍基波频率分量,实现电网幅值和相位的提取。在此基础上为了消除谐波分量对锁相的影响,在TOGI-PLL中加入了前置滤波环节,提出频率自适应的滤波模块和延迟信号对消法(DSC)混合滤波的Ⅰ型改进方案和陷波器级联的Ⅱ型改进方案,并在多种非理想电网工况下仿真验证了所提方法的正确性。

基波正序电压两点检测法在D—STATCOM中的应用

该检测法不需锁相环就能检测到电网电压的基波正序相位信息，解决了锁相环对检测准确性的影响，降低了成本，为实时准确检测负荷基波正序有功电流提供了理论基础。

电网正、负序电压基波分量的提取算法在并网型逆变器控制中的应用

提出一种在电网三相电压不平衡的情况下,通过三角函数运算的方法解耦不平衡电网基波正、负序电压分量。由于电网负序电压分量送入锁相环后会造成锁相环的震荡,导致锁相环输出误差大无法精确锁相。根据正序分量与负序分量之间的相角关系,推导出提取正序分量的公式,把该公式进行数字化处理,将其应用于dq数字锁相环,提高了dq锁相环在电网三相电压不平衡条件下的有效性和准确性。提出了网压前馈对逆变器控制的重要性,分析了利用正序电压瞬时值进行前馈控制的优点。并通过实验验证了公式的有效性和控制的稳定性、可靠性。

基于FBD法的基波正负序电流实时检测方法

为了快速、有效地检测电气化铁道供电系统中的基波正、负序电流和高次谐波电流,文中提出了一种基于FBD(Fryze-Buchholz-Dpenbrock)法的电流实时检测方法。利用锁相环跟踪三相不对称或畸变电压的某一相,获取其频率和相位信息,以此构造基波正序参考电压和基波负序参考电压;利用构造的正、负序参考电压和检测出的三相电流求得对应的正、负序等效电导;对电导进行低通滤波器滤波,获取其正、负序直流分量;将电导的正、负序直流分量乘以相应的正、负序参考电压,即可获得基波正、负序电流;从总电流中减去基波正、负序电流即得到谐波电流。由于该方法只需要检测系统三相电压中一相的基波频率和相位,因此可应用于系统电压不对称或畸变的情况。该方法无需Park变换和dq变换,计算量较小。仿真结果证实了该方法的正确性和有效性。

基于单相级联延时信号消除法的三相基波正序有功电流检测方法

快速准确地检测基波正序有功电流,对电能质量控制非常重要。许多传统方法都需使用锁相环、低通滤波器或进行??和dq坐标变换。为此,提出了一种新型检测方法。首先通过扇合矢量变换,将三相系统的电压和电流归一化为单相系统;然后通过构造级联延时信号消除模块对基波正序电压和电流进行快速提取;最后通过简单的数学计算,得到基波正序有功电流。该方法既不需要锁相环,也不需要低通滤波器,还能够省略使用??和dq坐标变换时的复杂计算。仿真结果验证了所提方法的有效性。

基于双二阶广义积分器锁频环的基波正序分量检测方法

针对电网电压三相不平衡问题,设计了双二阶广义积分器锁频环(DSOGI-FLL),利用DSOGI-FLL的角频率反馈代替双二阶广义积分器锁相环(DSOGI-PLL)的频率反馈,实现了对输入电压频率的自适应控制.在Matlab/Simulink平台对电压不对称跌落、谐波污染、相位突变、频率突变4种情况进行仿真,并与DSOGI-PLL进行性能对比,结果表明,DSOGI-FLL比DSOGI-PLL有更好的频率与相位追踪特性,尤其在相位突变和频率突变时效果更为明显.

基于正序基波提取器的改进型同步坐标检测法

三相电源电压不对称且畸变时,传统同步参考坐标电流检测法检测不到电流的基波正序有功分量,并且锁相环(PLL)和低通滤波器(LPF)存在延时,导致无法准确检测无功和谐波电流。为此,本文提出一种新型的电流检测方法。利用一种正序基波提取器提取正序电压,再对电压进行同步旋转跟踪,省略原有的三角函数过程,并且加入PID调节器来改善LPF的滞后问题。该方法可以省去锁相环和三角计算的环节,提高计算速度和计算精度。MATLAB的建模仿真结果表明,提出的方法可以准确测得基波正序有功电流,并且有效地补偿谐波电流。

扇合矢量法在谐波与无功电流检测中的应用

指出有源电力滤波器的设计中所采用的p-q法、ip-iq法与d-q法,都是基于转子坐标系的方法;而扇合矢量法是基于定子坐标系的方法。该文证明基于定、转子坐标系的各种方法的内在关系,并给出所述各种方法的统一表达式。在比较各种方法的优缺点、适用范围的基础上,提出一种改进的扇合矢量法,消除因数据带宽问题引起的附加滞后。既解决用扇合矢量法从三相不对称、含畸变的系统中提取基波正序有功、无功电流的实时性问题,又达到简化系统结构和减少计算量的目的。仿真结果表明所提出方法的正确性和有效性。

电网电压非平衡状态下双馈发电机转子侧变换器的改进控制策略

针对传统双馈感应发电机(DFIG)传统矢量控制方法在电网电压非平衡状态下控制性能较差,不利于DFIG系统的稳定运行的缺点,在改进锁相环的基础上建立了转子侧变换器的改进控制策略,以提高DFIG在电网电压非平衡状态下的控制性能。基于电网非平衡时正负序电压分量的空间矢量关系,详细分析了该控制原理,并在Matlab/Simulink中进行了系统仿真。仿真结果验证了电网电压非平衡时该控制策略可有效减小DFIG转子电流谐波含量和电磁转矩脉动,稳定机端功率输出,提高了双馈风力发电系统在电网电压非平衡状态下的稳定性。

多级延时消去滤波电压频率实时检测方法

实时检测电网电压频率是电力系统控制与保护的前提,然而在非理想三相电网电压情况下,频率检测存在速度慢、精度低等问题。为此,提出一种多级延时消去滤波数字信号处理技术,在两相αβ静止坐标系下,分离出正交、平衡的基波正序电压成分。进而将两相电压信号进行幅值归一化,结合微分与开方运算,实时检测各种电能质量情况下三相电压的频率信息。详细比较了多级延时消去滤波的衰减特性及动态响应时间,数值仿真与基于数字信号处理器的实验测试结果验证了所提方法的正确性和可行性。该方法适应性强、运算量少、响应速度基本固定,最大稳态检测误差不超过0.05 Hz,适合嵌入式平台实现。

一种谐波电压的实时检测方法

电网谐波实时准确的检测对电力用户的用电质量和电网的经济运行都有着重要的意义。为此,基于瞬时无功功率理论,简化复杂的数学变换,通过计算基波正序电压有功和无功功率检测出用户侧电压谐波及负序分量,并对检测方法作了相应的理论分析。用仿真软件MATLAB/SIMULINK建立的检测谐波电压实验模型仿真负荷恒定和突变时检测模型的结果表明,检测结果在负荷突变时能迅速跟踪变化,得到与实际相符的基波正序电压和谐波电压,兼顾了检测的准确度和实时性,且检测方法因不受电网频率偏移的影响而易于实际应用。

采用空间矢量检测谐波电流的有源电力滤波器仿真研究

利用空间矢量概念提出了谐波电流开环检测和闭环检测两种方法。在开环检测方法中,在复平面上利用低通滤波器和积分移相环节提取基波正序空间矢量,通过相移补偿环节对低通滤波器的相移进行补偿,从而准确检测出三相基波正序电流和谐波电流。还针对开环检测法无法补偿电路参数引起误差这一缺点,提出基于空间矢量的自适应闭环检测方法,利用自适应算法不断修正滤波器的参数使其工作于最佳状态,从而提高了电流的检测精度。仿真结果验证了这两种方法的有效性。

负载不对称H桥级联APF直流电压平衡控制

H桥级联型有源电力滤波器(APF)在高压场合的谐波处理方面具有广阔的应用前景。三相三线制系统下负载不对称时,APF输出的基波电压和电流产生不同的有功分量分配至三相,再加上H桥各个模块的差异等原因,导致直流侧电压不均衡,影响APF的正常运行。通过对级联APF功率模型的推导,控制APF输出基波正序有功电流稳定全局电压、输出基波负序电流实现三相之间电压均衡。在全局稳压和相间均压条件下,控制各H桥交流侧输出补偿有功电压矢量实现相内电压均衡,最终将每个H桥直流电压维持在给定值附近,同时APF补偿谐波电流,降低网侧电流THD。在低压条件下的仿真和实验结果验证了所用方法的可行性,为级联APF向更高电压等级场合的应用提供了基础。

不平衡、非线性负载电网的可控串联电压优化补偿策略研究

针对串联型电压调节装置(SVR)保护不平衡、非线性敏感负载免受电网电压扰动时,储能装置需要输出有功功率,导致装置成本过高的问题。论文基于补偿电压与负载电流正交的原理,提出用正序基波提取器提取出正序基波分量,在同步参考坐标系下,以负载电流为参考,利用坐标变换计算出参考补偿电压。由于补偿装置输出的电压正交于负载电流,因此储能装置为直流电容器的补偿装置运行时不需要任何有功功率。在Matlab/simulink中建模,用电压滞环控制器控制逆变器输出需要的电压,调节负载电压,验证提出的补偿策略的有效性。

非理想电压时一种改进的ip-iq检测法

传统i_p-i_q法在非理想电压时对补偿指令电流的检测存在误差,且电流运算坐标变换复杂。基于此,在对传统i_p-i_q法分析的基础上,提出了一种适合非理想电网电压的改进i_p-i_q法。该方法利用正余弦信息提取模块取代锁相环,准确地提取其基波正序电压的相位信息,消除了锁相环对检测的影响,并减少了电流运算中的坐标变换与滤波延时。分别在MATLAB/Simulink仿真软件以及配电网静止同步补偿器样机上进行仿真分析和实验验证,结果证实了所提方法的有效性与可行性。

矩阵变换器在不平衡输入电压下的控制策略

通过检测矩阵变换器的瞬时输入电压并实时调节输出电压调制矢量,采用空间矢量调制策略的矩阵变换器能够在不平衡且非正弦的输入电压下得到正弦平衡的输出电压。在非平衡输入电压下,若输入功率因数角不变,矩阵变换器的输入电流将不再正弦。本文给出了输入电流与输出功率及输入功率因数角之间的关系,通过调节输入电流调制矢量的方向,可得到正弦但不平衡的输入电流。仿真证明了理论的正确性。

电网不对称故障下双馈风力发电系统电压的检测

基于双矢量dq同步旋转变换,将基波电压正负序分量进行解耦,电网电压进行双αβ和双矢量dq同步旋转变换,旋转变换后得到的分量进行滞后T/4(T为电压周期)调压控制,实现基波电压正序分量快速检测.仿真结果表明,所提出的电压检测方法可实现在电网不对称故障下能快速检测出电压跌落时刻和幅值,基波电压正序分量输出平滑,验证了所提出电压检测方法的有效性.

对称和不对称故障下的并网光伏逆变器低电压穿越研究

从改变控制策略上,成功实现电网故障下光伏逆变器的低电压穿越。分别提出了抑制对称故障的直接功率控制策略和抑制不对称故障的基于正序、负序电流的双闭环矢量控制策略。在对称故障时,采用限功率运行的方法改变输入功率指令,减少光伏电池对电网的输出功率,实现电网对称故障下的成功穿越。在不对称故障时,提取出电网中的正序和负序分量,采用正序和负序电流双闭环矢量控制,有效地抑制了瞬时电流冲击。仿真结果表明,两种不同故障工况下控制策略的合理性和有效性。