两种基波正序分量检测方法的分析与比较

分析了应用于同步坐标系锁相环的两种静止坐标系下的基波正序分量检测方法,即选频带通滤波器和基于双二阶广义积分器的正序计算器。从新的角度对选频带通滤波器的原理进行推导,揭示了这种方法与低通滤波环节采用一阶低通滤波器的d-q法的等价性。比较了选频带通滤波器和正序计算器在不同电网条件下的性能。理论分析和仿真结果表明,在相同的系统参数条件下,选频带通滤波器和正序计算器除了对基波负序分量的衰减作用差异较大外,两者的性能非常接近。

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.

基于正序分量的多端输电线路精确故障定位研究

针对目前多端线路故障定位中分支接点附近测距死区较大的问题,提出一种基于正序分量的精确故障定位新方法。该方法不以数值范围作为故障判别依据,而是采用双端方程有解和无解两种对立状态实现故障支路的判别,从而有效减小分支接点附近测距死区的范围。在求解过程中,同时实现故障支路判别与故障测距,无需事先判别故障支路。新方法定位及测距结果不受故障类型、过渡阻抗及系统运行方式等的影响。PSCAD仿真结果,验证了所提算法的正确性、有效性和高精度性。

基于一种新型正弦幅值积分器的谐波检测方法

针对基于瞬时无功理论的ip-iq谐波检测法结构复杂、响应速度慢等问题,提出了一种采用改进正弦幅值积分器结构的谐波电流检测方法。首先,利用二阶广义积分器的输出滤波特性及正弦幅值积分器的极性选择特性,使其相结合构造出了一种滤波性能更强,同时具有频率及极性选择作用的新型积分器。然后,利用该积分器快速准确地提取基波正序分量,并有效应用于谐波检测环节中。当电网电压存在直流偏置问题时,该积分器所构造的锁相环也能准确锁定电网频率及相位信息。最后,理论分析及仿真实验结果表明:该方法无需进行瞬时对称分量分离,就可提取出电网电压及负载电流基波的正负序分量,计算量小,谐波检测更精确。

一种新型级联CDSOGI-PLL的电网电压同步信号检测技术

基于双二阶广义积分器的锁相环DSOGI-PLL在电网电压含有大量低次谐波时,其滤波效果不理想,锁相环提取的同步信号频率出现波动。在DSOGI-PLL的基础上,提出一种新型的级联锁相环结构CDSOGI-PLL(cascade second-order generalized integrator PLL)。该结构利用级联的SOGI模块同时削弱电网电压中的各次谐波和间谐波,从而减少谐波对锁相环的影响,准确地提取电网电压同步信号。Matlab仿真和实验结果均表明,文中提出的新型CDSOGI-PLL在电网电压不对称和含有大量低次谐波时能有效、准确地提取基波的正序分量、频率和相位。

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。

基于模糊PI控制的双同步解耦坐标系三相不平衡锁相环设计

针对传统锁相环在电网电压不平衡时对正序基波分量的幅值和相位不能快速实时检测等问题,提出了一种基于模糊PI控制的双同步解耦坐标系三相不平衡锁相环。该控制系统通过在线调整PI参数能更精确迅速地将电网电压正序基波分量分离,从而实现基波分量相位的快速实时检测。仿真结果表明,与传统单同步和双同步锁相环相比,基于模糊PI控制的双同步解耦坐标系锁相环在电网电压不平衡和发生畸变时能更准确、迅速地检测正序基波分量的幅值和相位。

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。

有源电力滤波器降低容量控制策略研究

对有源电力滤波器(APF)能量流进行分析,得出决定APF容量的基本要素。针对复杂电源环境下APF的补偿目标,提出一种基于电源电流基波正弦化的降低容量控制策略,获取负载电流中的基波有功功率及基波无功功率,并获得补偿参考电流。为实现控制策略,提出适用于电源电压畸变情况下的三相电压基波正序检测的改进方法,减小APF变流电路总电流和自身损耗,提高了APF的效率。仿真和实验结果验证了该控制策略的正确性和有效性,对并联型APF的小型化及电力系统滤波改造具有实用的参考价值。

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.

矢量理论在谐波和无功电流检测中的应用与改进

基于通用瞬时无功功率理论,对矢量理论在有源电力滤波器的谐波和无功电流检测算法中的应用进行了分析和改进。改进的算法针对电网电压存在谐波分量的情况,在保证补偿前后系统有功功率保持不变及不严重影响算法运行时间的前提下,在基准电流求取过程中增加了电压基波正序分量的检测环节,保证补偿后电流与供电电压基波正序分量同相位,完全消除三相四线系统中的谐波无功和不平衡分量。通过Matlab仿真给出了有源滤波器在电压含有零序分量及谐波分量情况下基准电流的检测结果,表明了该方法的准确性。

电网电压参数跳变时三相并网逆变器的同步方法

针对二阶广义积分器锁频环在电网同步系统启动和电网电压的参数跳变时会产生频率波动的问题,提出了一种基于自适应锁频环结构的二阶广义积分器的电网同步方法.该方法将反映电网电压的幅值、相位和频率的跳变的电压误差引入锁频环的增益.通过设计合适的锁频环增益,既能够有效抑制相位和幅值跳变引起的频率波动,又能够提高频率跳变时的响应速度.在电网电压正常、不平衡和畸变的情况下对所提出的电网同步方法进行了仿真.仿真结果验证了所提出方法的有效性.

多复杂系数滤波器在风电并网变流器中的应用

同步信号对风电三相并网变流器的运行起着非常重要的作用,如何在电网电压畸变、频率波动或不平衡条件下快速、精确地提取出基波正序电压分量是同步信号检测面临的挑战。首先介绍了同步信号检测的滤波技术,当电网电压严重畸变和严重不平衡时,这些技术需要在精确度和动态响应之间进行平衡。然后提出了基于MCCF(多复杂系数滤波器)的同步信号检测技术,在非理想电网电压条件下不仅可以精确、快速地提取出正、负序电压分量,而且实现了对谐波分量的精确估算,从而在有源滤波器选择性补偿方面具有很大的应用潜能。另外,MCCF在锁相环、谐波分量提取、电能质量监测和孤岛检测技术中具有结构简单、灵活性强的特点。最后通过在MATLAB中建模仿真,验证了基于MCCF的同步信号检测技术的有效性。