开关函数法用于变流装置的谐波分析

对于 12脉动变流设备产生的非正弦电压和电流 ,用开关函数法分析了其各次谐波的幅值和相位 ,并分别计算了谐波电流含有量和电流总谐波畸变率。分析研究还表明 ,储存环电源交流侧的电流高次谐波的频率是工频电源频率的(12 k± 1)倍 ,其幅值是基波幅值的 1/ (12 k± 1)

基于开关函数法的新型换流变压器谐波分析

介绍一种新型换流变压器,分析了其拓扑结构的特点,并简要地阐述了新型换流变压谐波屏蔽原理。重点分析了阀侧接入和未接滤波器时,网侧电流和阀侧负载电流的矩阵变换关系。在此基础上,推导了新型换流变压器网侧和阀侧电流的开关函数表达式,详细地计算了阀侧和网侧汇流处基波和谐波电流的幅值和相位。通过与接入滤波器时谐波电流的对比分析,显示了新型换流变压器将谐波电流抑制在阀侧而不让其流入网侧的优越性。通过对比仿真结果,表明了开关函数法用于新型换流变压器谐波计算理论的正确性,这也为新型换流变压器结构和参数的进一步设计提供了精确的科学数据。

基于开关函数法的高压直流系统谐波分析

文章对特高压直流换流站产生谐情况作了简要的介绍,然后介绍了进行谐波分析的方法选择。经过综合比较,选定开关函数法作为谐波分析的主要方法。根据开关函数的定义和变流设备具有离散采样及调制的开关特性,其输入电流波形和输出电压波形可以用许多开关函数与正弦函数的调制波形来表示,这种调制波形经过三角变换之后即可以得到谐波特性。对三相六脉动变流装置电压与电流的开关函数的过程进行了详尽的推导,并且归纳出开关函数适用于换相和非换相情况下,对称和故障时的开关函数表达式,建立电压与电流的开关函数模型,进行了算例分析。

高频相移整流器的开关函数分析法

本文利用开关函数建立了描述高频相移整流器输入输出关系的开关传递函数矩阵 ,并以此为基础分析了系统在对称和非对称情况下对高频相移整流器的影响 。

高压直流输电系统接入下的交流系统不对称故障下序网等值及短路电流算法

随着高压直流输电技术的日益发展,交直流混联系统的相互影响已成为高压直流输电领域的研究重点。针对含高压直流输电系统接入的交流系统,文章研究了其在不对称故障下的故障分析方法,提出了LCC-HVDC在交流侧的复合序网等值模型以及短路电流计算方法。搭建了基于不对称工况下的LCC-HVDC开关函数模型,根据开关函数模型建立了相应的LCC相量模型,并推导了LCC交流侧复合序网的计算方法。将LCC复合序网模型与交流系统不对称故障的边界条件结合,提出了适用于求解含高压直流输电系统接入的交流系统不对称故障短路电压电流的迭代算法,并进行了仿真验证。仿真结果表明,文中提出的故障电流算法均可以满足工程计算要求。

用于感应电机驱动的变频器建模方法综述

随着电力电子技术、控制技术的发展,采用变频器驱动的感应电机推进系统已成为综合电力系统的主要技术之一。综合电力系统采用变频器驱动感应电机推进系统,具有体积小、重量轻、转矩密度高和无级变速可调等优点。为了深入分析变频器的各种静动态性能,需要对变频器进行建模研究,目前用于变频器建模的方法主要有开关函数法、状态空间平均法、广义状态空间平均法和电源开关等效法。系统地总结了各种建模方法的基本原理和优缺点,为变频器的建模研究奠定了基础。

电网电压不平衡对STATCOM的影响及抑制

采用开关函数法分析了不平衡电压对装置的影响,提出一种新的双环控制策略,抑制了负序电压对STATCOM的影响,对开关函数进行了改进,抑制了3次谐波电流,保障了装置的安全可靠运行。通过将STATCOM控制为受电压控制的电流源来补偿系统电压的不平衡,其补偿效果和控制参数紧密相关,合理选择公共连接点(PCC)处电压的相角可保证在STATCOM补偿性能最优的情况下补偿容量最小。仿真和实验结果验证了本文的控制策略及理论分析的正确性和有效性。

电压源换流器实时多速率仿真研究

当前,高频换流器实时仿真在仿真精度和仿真灵活性上难以兼顾。为此采用了基于FPGA+PC的实时多速率协同仿真方法,全面展示了多速率协同仿真系统的仿真原理,以及硬件设计与实现。在30 k Hz/50 k Hz三相两电平逆变算例仿真的研究中,呈现了换流器建模、算例模型分割和电路求解器实现。以离线精确模型为基准,将多速率协同仿真平台与PC实时仿真平台的实验结果从仿真波形、仿真误差及实时性方面进行比较。结果表明,在开关频率50 k Hz以下多速率仿真的速率转换误差收敛,电磁暂态仿真欧式范数误差达到1%左右,仿真平台仿真步长达到500 ns。该方法提高了高频换流器实时仿真精度、减小了仿真步长,为高性能协同仿真平台的设计提供了参考。

HVDC滤波换相换流器的阻抗频率特性

高压直流输电(HVDC)换流器的阻抗频率特性是分析和解决谐波不稳定的一个重要因素,滤波换相换流器(filter commutated converter,FCC)是一种具有阀侧谐波抑制兼无功功率补偿功能的换流器,文章简要论述了FCC的接线方案和工作机理,并基于开关函数法对计及换流器换相过程影响下的FCC交、直流等值阻抗计算式进行了理论推导。以直流输电开发平台为例,对传统电网换相换流器(line commutated converter,LCC)与FCC的阻抗频率特性计算结果进行对比,仿真结果表明换流器的阻抗频率特性对交流系统的谐振频率有着不可忽略的作用,FCC在一定程度上提高了交流系统强度,改善了系统稳定性,有效降低了系统谐振频率下的交流等值阻抗,从而更好避免直流输电系统谐波不稳定现象的发生。

电压源换流器闭环控制的实时联合仿真

为解决电压源换流器闭环控制实时仿真中计算效率和仿真精度难以兼顾、计算量大的问题,提出了基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、个人计算机(PC)架构的电力电子实时联合仿真方案。该方案为电力电子系统提供了一个多速率仿真平台。在该平台上,采用连续–离散模型分离法分割电压源换流器模型以及提取参数,采用开关函数法与状态空间法设计浮点型解算器,运用系统快速成型法快速建立仿真系统模型。对三相两电平逆变器闭环控制系统算例进行实时多速率仿真测试,FPGA以500 ns的仿真步长实现逆变器的高速解算,DSP以2μs的步长实现控制部分的低速仿真。结果表明:实时联合仿真比多速率离线仿真提速233倍,比单速率离线仿真提速991倍,且范式误差仅为1%,显著提高了仿真准确度与计算效率;且系统快速成型法采用自动代码生成技术,明显缩短了开发周期。

PWM逆变器的建模与双环控制策略

为准确分析有源逆变器的运行特点,根据系统控制策略的需要,在考虑了有源逆变器输出的基础上采用开关函数法建立了有源逆变器的开关周期平均模型。提出一种前馈加双环控制的控制策略,它的双环控制包括一个电感电流内环控制和一个瞬时电压外环控制。仿真结果显示该系统有很好的正弦波输出波形,快速的动态响应和高精度的输出电流。

并联混合型有源电力滤波器的建模

为准确分析有源滤波器的运行特点,根据系统控制策略的需要,在考虑了有源滤波器输出的基础上采用开关函数法建立了并联混合型有源电力滤波器的数学模型,这样可推导出装置在系统中电压与电流的关系用于控制信号的产生。实践表明通过采用这种方法建立的模型对有源滤波器的滤波效果比较明显。

大功率有源电力滤波器的建模与应用

为实现较好的滤波效果,确保系统安全稳定运行,针对大功率混合型有源电力滤波器的补偿电流是通过控制逆变器的输出电压来产生适当输出电流的情况,在考虑有源滤波器的输出滤波器的基础上,利用开关函数法建立了大功率混合型有源电力滤波器的数学模型,为将电流参考信号转化为电压参考信号进行控制提供理论依据。实验仿真和工程应用都表明根据系统数学模型所设计有源滤波器的控制器能达到较好的滤波效果。

电网电压不平衡条件下微网恒功率控制策略研究

在基于平衡假设的前馈解耦恒功率控制是微网典型的控制策略,通过对该策略进行功率分析,并釆用开关函数法进行并网逆变器输出特性分析,针对电网电压不平衡条件下负序和3次谐波现象,在原有PQ控制控制结构基础上叠加一个前馈电压负序控制环,使微网并网逆变器产生一个与公共连接点不平衡电压中负序分量大小相等相位相同的电压,实现微网并网节点的三相对称控制,改进的开关函数调制法的采用抑制了3次谐波的输出。仿真和实验结果表明,改进的微网不平衡PQ控制策略提高了微网在电网电压不对称条件下的生存能力。

单T型半桥DAB变换器的工作模式分析

针对宽电压运行直流源接入直流电网的应用场景,文章提出一种基于T型三电平结构新型直流变换器,通过开关函数构造法推导该变换器在四自由度控制下的工作模式以及传输功率和电感电流均方根值的数学模型。

三相有源电力滤波器的建模与控制策略分析

为准确分析有源滤波器的运行特点,根据系统控制策略的需要,在考虑有源滤波器输出的基础上,采用开关函数法建立了并联混合型有源电力滤波器的数学模型.提出一种前馈加双环控制的控制策略,其包括一个电感电流内环控制和一个瞬时电压外环控制.试验结果显示该系统有很好的正弦波输出波形,快速的动态响应和高精度的输出电流.

特高压直流对交流系统背景谐波的影响分析

以哈密-郑州特高压直流系统工程郑州换流站的背景谐波计算为背景,以分析特高压直流系统对交流系统背景谐波放大特性的影响为目的,利用开关函数法推导了正常运行模式下双十二脉动串联特高压直流系统在交直流混联系统中背景谐波的计算阻抗模型,可以分析直流系统接入交流系统后对原系统中背景谐波放大特性的影响。在计算过程中,由于对侧哈密换流站会对直流线路阻抗产生影响,本文使用一种平均阻抗的方法推导了其对直流线路阻抗影响的计算公式。最后利用哈密-郑州特高压直流系统设计参数以及河南电网典型系统短路阻抗在PSCAD中搭建仿真模型,验证了上述方法的正确性。