并联型电能质量控制器的SVPWM控制

空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)与传统的控制方式相比具有谐波畸变小,易于数字化控制的优点。为了验证SVPWM在并联型电能质量控制器(SPQC)的控制效果,在详细论述了SVPWM的原理的基础上,通过简单快速算法将SVPWM控制技术引入到SPQC中,在MATLAB环境下对基于该控制算法的SPQC进行了建模仿真。理论分析及仿真结果均表明通过SVPWM控制可以实现补偿电流对指令电流的跟踪,有效降低谐波畸变率,证明了SVPWM控制技术应用于SPQC的正确性和可行性。

并联型电能质量控制器的建模仿真研究

非线性负荷的应用引起了电力系统的谐波,并联型电能质量控制器因其可进行谐波抑制和无功功率补偿而得到了广泛研究。在介绍其工作原理、谐波检测电路、补偿电流发生电路的基础上,用MATLAB对其进行了基于数学模型和器件模型的两种完备的系统建模仿真,并对其谐波补偿结果进行了对比分析。仿真研究表明,两种建模方式的并联型电能质量控制器都可有效地补偿非线性负载产生的谐波电流,均使系统电能质量指标得到了较大改善,相对而言后者的谐波补偿效果更佳。

基于小波变换的并联型电能质量控制器

阐述了并联型电能质量控制器的运行机理和谐波抑制方法,提出了一种基于小波变换的并联型电能质量控制器的谐波检测方法,并利用重构技术进行了谐波补偿,还对基于小波变换和瞬时无功功率理论的两种谐波检测方法进行了对比研究。研究表明基于小波变换的检测方法实时性好。并联型电能质量控制器投入系统后电源电流总畸变率由26.94%下降为5.64%,表明并联型电能质量控制器可对电力系统中的谐波电流进行较好的补偿。

基于多层前馈神经网络的并联型电能质量控制器

神经网络用于电力系统电能质量分析和控制是一个新研究领域。快速可靠地提取谐波分量决定着并联型电能质量控制器的整体性能,构造了一种和理论分析相一致的基于反向传播算法的三层前馈神经网络,离线训练收敛后可用来在线检测电力系统谐波电流。系统中逆变器补偿电流的产生对系统的补偿性能至关重要,提出了一种基于神经网络的逆变器瞬时电流PWM控制。并联型电能质量控制器投入系统后电流总畸变率由26.29%下降为5.25%。仿真实例表明,所提并联型电能质量控制器动态响应快,可改善电力系统电流波形畸变,提高电能质量。

并联型电能质量控制器的建模与仿真

本文以三相并联型电能质量控制器为研究对象。分析了并联型电能质量控制器的系统结构和工作原理,在此基础上推导出了基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法,也得出了基于定时比较判断的电流补偿方法。为了验证检测和补偿方法的可行性,证明并联型电能质量控制器性能的优劣,本文利用了Matlab提供的电力系统仿真工具箱对其进行了系统的建模与仿真分析。

大容量并联型统一电能质量控制器中的变流器及其控制研究

介绍了基于交错并联拓扑的大容量并联型统一电能质量控制器(S-UPQC)的工作原理,分析其变流器(DC/DC+DC/AC)的交错并联拓扑及电压电流双闭环控制策略。利用PSCAD/EMTDC仿真软件对变流器拓扑及控制策略进行仿真,结果表明,基于交错并联拓扑的变流器能满足S-UPQC大容量的需求,双闭环控制算法正确。

串联型电能质量控制器注入电压的研究

串联型电能质量控制器(SPQC)通过向系统电压中串联一个电压源来调节用户侧电压质量。当系统电压发生电压跌落、浪涌、不平衡现象或电压中含有谐波时,使用SPQC可以获得更高的效率。文中对系统电压不平衡条件下SPQC注入电压的特性进行了研究,提出了优化控制的几个目标,在此基础上对三相三线制和三相四线制非平衡电压跌落的补偿进行了研究,并以三相四线制系统为例,提出了优化补偿电压的算法。仿真结果很好地证明了理论分析的正确性。

采用能量优化控制策略的串联型电能质量控制器稳态特性分析

利用相量图分析方法对采用能量优化控制策略的串联型电能质量控制器(series power quality controller,SPQC)稳态特性进行了定量分析。选取负载电流相量为参考相量对SPQC进行相量图分析,使各物理量之间的关系更清晰,便于定量求解。根据电源电压幅度与负载功率因数的关系,提出采用能量优化控制策略的SPQC3种工作模式。分别在电压暂低和电压暂高情况下,对采用能量优化控制策略的SPQC稳态特性进行了详细的定量分析,据此获得了反映电压幅度暂变各种情况下有关物理量之间关系的稳态补偿特性解析式和曲线。仿真和实验验证了该文分析的可行性、有效性及能量优化控制策略不同工作模式划分的正确性。

基于SVPWM的并联型统一电能质量控制器

针对大容量并联型交错拓扑结构,结合统一电能质量控制器的原理,分析研究统一电能质量控制器控制方法,对SVPWM的控制算法进行详细地分析与推导,并通过变流器拓扑对逆变器控制进行仿真.仿真结果表明,SVPWM逆变器控制算法能实时控制IGBT产生补偿波形,此算法正确可行.

基于谐振开关的并联型统一电能质量控制器

多种新能源发电的接入和负荷容量的快速增长,使得配、用电系统短路电流限制问题突出,同时大量重要负荷对电压骤降为代表的电能质量问题非常敏感,严重的话会退出正常运行并造成巨额经济损失。基于谐振开关的并联型统一电能质量控制器(Shunt-unified Power Quality Controller,S-UPQC)利用触发导通晶闸管形成的并联谐振电路构造出可快速切换的开关,既能对线路故障电流进行快速抑制,又可当电网电压骤降时将敏感负荷与故障电网快速隔离,依靠自身储能为负荷提供不间断供电。此外,S-UPQC还具有动态无功和谐波补偿的能力。针对S-UPQC典型算例建立的PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真模型,验证了有效性。结果表明,发生电压骤降时S-UPQC切换时间不超过1.5 ms,发生线路短路时,故障电流可在半个周波内被有效抑制。

无额外直流储能元件的串联型电能质量控制器新型控制策略

对电压幅度暂变的最大补偿时间是串联型电能质量控制器(series power quality controllers,SPQC)重要性能指标。若没有额外直流储能元件,传统的同相位控制或能量优化控制只能提供有限的补偿时间。该文对SPQC提出一种新型控制策略,它在负载电压控制的同时,自动地从电源吸收部分有功功率来补偿其系统损耗,从而提高最大可补偿时间;甚至在没有额外直流储能元件时还具有持续补偿能力。采用负载电流相量为参考相量的新型相量图表示方法,使得SPQC系统内各相关变量之间的关系更加清晰简单。在电源电压幅度暂变和额定状态,分别对系统进行相应的相量图分析,得到采用这种新型控制策略的定量补偿电压幅度、可完全补偿的最大程度电压暂低以及系统的功率流动方式。根据系统能量平衡关系,提出该新型控制策略的一种简单统一实现方法。计算机仿真和原型实验验证了所得结论。

基于状态变量反馈的并联型综合电能质量调节器控制方法

分析了仅由1套逆变器构成的并联型综合电能质量调节器的结构特点和控制目标,提出了一种基于状态变量反馈的系统控制方法,通过控制电源电流来间接控制负载电压,很好地解决了常规比例–积分控制时电源和负载间的连接电感所导致的供电电流直流暂态分量不衰减的问题。运用Matlab分别对系统接线性和非线性负载的情况进行仿真,验证了该控制方法的正确性和有效性。

并联型电能质量调节器的模糊变结构控制

运用非线性模糊滑模变结构控制理论,提出了对并联型电能质量调节器进行模糊滑模变结构控制的设计方法。该控制方法能改善系统电能质量的调节,有效地补偿负荷侧谐波电流、无功功率和负序电流。仿真结果表明,该控制规律与常规PI综合控制相比具有较强的实时性和鲁棒性,并能有效改善系统的暂态稳定性。

一种无谐波检测的并联型电能质量调节器

介绍了一种无谐波检测的并联型电能质量调节器(PPQC),可同时补偿谐波和无功而无需对其进行检测。通过研究交流侧与直流侧能量交换的过程和规律,采用控制流入直流侧电流大小和方向的方法使直流侧电压稳定。详细分析了负载有功电流对直流侧电压的影响;将负载有功电流作为扰动,提出了一种无谐波检测的新型控制策略,省去了复杂的检测算法,避免了检测误差和延时。实验结果表明所提无谐波检测的PPQC具有较好的谐波、无功补偿效果及较快的动态响应速度。

并联型电能质量调节装置的启动充能策略研究

阐述了并联型电能质量调节装置启动时变流器直流侧电容电压由稳态值突然上升到设定值的瞬时变化引起的电容上电流冲击过大的问题及其危害。比较了在充电瞬间为了避免上述情况,采用附加限流电阻充电和利用辅助电路充电两种解决方案的优劣,并且对这两种方案进行了仿真验证。通过比较分析,得出两种方案各有优点,都能有效地保证电能质量装置安全的投入运行的结论。

面向主动配电网的统一电能质量控制器补偿策略研究

主动配电网在充分发挥多种清洁能源优势的同时,不得不面对电能质量问题日益突出的困境。统一电能质量控制器(UPQC)可综合治理主动配电网中的电压质量和电流质量问题,是解决该问题的重要突破口。首先对UPQC系统进行解耦控制,将dq坐标下的数学模型转换到αβ坐标系下实现全解耦,得到串联侧和并联侧变流器的传递函数,然后分别设计了串联侧和并联侧的控制器,最后建立了UPQC系统整体的仿真模型。通过仿真验证了在电压跌落/暂升、负载电流畸变和无功电流、及综合电能质量存在的情况下,文中所设计的控制器具有较好的补偿效果。

电气化铁路并联型铁路功率调节器控制策略的仿真研究

为解决电气化铁路牵引供电系统中三相网侧谐波、无功和负序等电能质量问题,同时满足电气化铁路补偿容量大的要求,提出了采用并联型铁路功率调节器(railway static power conditioner,RPC)配合降压变压器的综合补偿方案,具体研究了并联型RPC的控制策略并进行了仿真分析。提出了对RPC的指令电流检测采用平衡补偿电流检测法,对RPC的补偿电流控制采用基于比例谐振(proportion resonance,PR)控制器的三角波比较控制方式,同时将载波相移(carrier phase shift,CPS)技术应用于RPC的控制。最后,利用MATLAB/Simulink搭建了由2个RPC并联构成的补偿方案的仿真模型。仿真结果表明:RPC投入运行后,三相网侧电流为与电网电压同相位的三相正弦对称电流,只含有开关频率整数倍次的高次谐波;通过进一步采用CPS技术,开关频率奇数倍次的高次谐波被有效滤除,三相网侧电流总谐波畸变率由8.04%降低为2.24%。仿真结果验证了并联型RPC在解决牵引供电系统中三相网侧电流谐波、无功和负序等电能质量问题方面的可行性与优越性,为并联型RPC的工程应用提供了有价值的参考。

并联型电力有源滤波器的直流侧电压控制和补偿电流反馈控制

提出了一种基于直流侧电容电压控制和补偿电流反馈控制的电力有源滤波器新型控制算法。将周期离散控制技术和数字锁相环技术应用于直流侧电容电压的控制,通过非线性平均电流补偿技术计算出下一个工频周期内补偿电流的校正值实现了补偿电流反馈控制。该算法避免了复杂的谐波电流计算,提高了运算速度,能够跟踪并补偿频繁变化的负荷谐波。数值仿真计算和动模实验结果证实了该算法的有效性。

基于电压源型逆变器的动态电能质量补偿器

介绍了 3种基于电压源型逆变器的用于配电系统的新型动态电能质量补偿器———有源滤波器、动态电压恢复器和统一电能质量控制器 ,与传统的晶闸管控制的投切电容器和 /或电抗器等调节手段相比 ,具有响应速度快、调节连续、功能多样、体积小等诸多优点 ,能有效补偿电压跌落、闪变等动态电能质量问题。对电压源型逆变器的工作机理作了较详细的论述 ,与电流型逆变器相比 ,不存在换流不成功而导致高电压的危险 ,具有可靠性高、控制灵活等优点。

基于超导储能的综合电能质量调节装置及其控制策略

介绍一种新型综合电能质量调节装置———并联处理在线不间断电源 ,该装置仅采用一套双向电流型变流装置 ,利用超导线圈作为直流侧储能元件 ,可实现负载电压调节、有源滤波和改善功率因数等多项功能 ,并具有损耗小、结构简单等优点。根据装置的结构特点和工作原理 ,提出了一种基于同步旋转坐标系统的解耦和前馈补偿控制策略 ,通过采用电源电流“预补偿”的方法 ,解决了常规前馈补偿方法中电源电流暂态分量衰减过慢的问题。利用仿真软件PSCAD/EMTDC对该装置及其控制策略进行了仿真分析 。