相邻变压器空载合闸对光伏输出电流二次谐波分量影响的研究

随着光伏渗透率的提高,含有大量电力电子元件的光伏并网系统改变了电网的谐波特性。当相邻变压器空载合闸于光伏并网点母线时,励磁涌流引起的母线电压波动会导致光伏输出电流中含有二次谐波分量。文章以相邻变压器空载合闸为场景,介绍光伏并网系统结构及其控制策略,揭示光伏输出电流二次谐波分量的产生机理,分析光伏输出电流二次谐波对变压器差动保护的影响并提出抑制措施。最后通过仿真验证理论分析的正确性和抑制措施的有效性。

准Z源逆变器中抑制二次谐波电流的虚拟阻抗控制策略

由于单相准Z源逆变器的瞬时输出功率中存在二倍频的脉动功率,将会导致前级准Z源变换器产生二次谐波电流。首先,对准Z源逆变器的拓扑进行分析并建立其小信号等效电路模型,为了抑制前级直流变换器中的二次谐波电流,从阻抗的角度出发,通过在准Z源逆变器小信号等效电路模型的电感支路串联虚拟阻抗来抑制二次谐波电流,为了提升系统的动态响应,引入逆变侧电感电流前馈控制,并将虚拟阻抗与带通滤波器结合,使准Z源逆变器的电感支路阻抗在二倍频率处呈现高阻抗,在其他频率处呈现低阻抗。然后,在带通滤波器中加入阻尼电阻抑制系统相位突变,使得该控制策略在保证系统二次谐波电流抑制效果前提下,进一步提升了系统稳定性。最后,通过实验验证了控制策略的有效性。

基于虚拟阻抗且提高系统带宽的抑制两级式逆变器中二次谐波电流的控制策略

两级式单相逆变器的瞬时输出功率中存在脉动功率,使得前级直流变换器中产生二次谐波电流。为了减小该二次谐波电流,本文提出了基于虚拟阻抗的二次谐波电流抑制方法,并针对虚拟阻抗为电阻的情形,给出了一种闭环参数的设计方法。为了提高带宽,提出一种带有带通滤波器电感电流反馈的二次谐波电流抑制方法,并在带通滤波器中加入阻尼电阻,使得该种控制方法不仅能显著减小前级直流变换器中的二次谐波电流,还能改善变换器的动态特性,并保证系统稳定工作。最后,研制了一台1kV·A原理样机并进行了实验验证,实验结果证明了所提出控制策略的有效性。

空调器中的二次电流谐波

空调器(定速机)产生二次谐波是个令人困惑的问题,文章运用电磁理论基础,简述了异步电动机不对称运转在定子绕组上产生二次谐波电流发射的原因,发现了异步电动机理论的不足,解释了空调器(定速机)二次电流谐波超标的根源,并对理解和应用GB17625.1-2003有关空调器(定速机)测量条件要求提出了参考意见。

WFH-3A／2微机式负序功率方向转子二次谐波电流式匝间保护装置介绍

装置采用插件式结构形式，由交流变换TA插件、CPU插件和出口I／O插件构成，电源由专用电源POWER插件提供。装置采用Intel公司生产的MCS-96系列的80C196KB高性能单片机为核心构成，整个硬件电路功能强，集成度高，简单可靠。其硬件逻辑框图见图1。

基于虚拟阻抗的两级式单相逆变器二次纹波电流传播特性

两级式单相逆变器的输出瞬时功率包含两倍于输出电压频率的脉动功率,致使前级直直变换器的输入存在二次谐波电流。前级直直变换器控制环路的优化是解决该问题的有效且低成本的方法。首先,通过环路等效给出单环控制和双环控制的等效电路模型,利用虚拟阻抗的概念,分析了电压外环和电流内环在二次纹波电流传递过程中的作用。在此基础之上,统一归纳了现有控制策略的抑制原理,指出了各自存在的局限性,并相应地给出了优化方案。最后,利用1500 VA的两级式单相逆变器模型进行仿真,验证了分析方法的可行性及各个控制策略优化的有效性。

单相电压型脉冲整流器中二次谐振电路的研究

从单相电压型脉冲整流器工作原理的介绍着手,分析了脉冲整流器输出存在的二次谐波电流现象,提出了二次谐振电路的设计方法,并对二次谐振电路及参数偏移时对系统产生的影响进行了详细分析,最后采用仿真与试验对分析结果进行了验证。

航空静止变流器的输入纹波电流特性研究

航空静止变流器(aviation static inverter,ASI)作为飞机电源系统的典型负载,其脉动的输入电流严重影响着直流电网的电能质量。针对航空静止变流器的输入电流特性进行研究。基于双重傅里叶开关函数法给出逆变环节输入电流中直流分量、二次谐波分量、载波次谐波和载波的边频谐波等表达式,为定量计算各电流分量提供了精确依据。推导二次谐波电流向高压直流电网侧传播的等效电路模型,从而揭示航空静止变流器输入端低频纹波电流的产生、传导及其影响因素。最后,通过仿真和实验验证理论分析的正确性。

抑制电流互感器直流偏磁的电流注入法

为了抑制电流互感器中的直流偏磁,根据推导出的二次侧2次谐波电流与一次侧直流偏磁的数值关系,提出了在二次侧注入反向直流电流的抑制方法。该方法根据互感器二次侧2次谐波电流的相角及其幅值产生电压信号,控制压控电流源产生补偿电流。补偿电流通过互感器多余抽头注入一次侧补偿绕组产生反向磁场,实现抑制直流偏磁效果。设计了具体电路并进行实验验证,结果表明电流注入法可以有效地抑制直流偏磁,并分析了互感器二次负载、一次侧交流电及偏磁量对补偿效果的影响。

两级式逆变器中前级直流变换器的控制方法

兼顾二次谐波电流抑制和动态性能改善是两级式逆变器中前级直流变换器的基本控制目标。该文从阻抗的观点出发,指出使前级直流变换器的闭环输出阻抗在二倍输出电压频率处呈现高阻抗,而在非二倍输出电压频率处呈现低阻抗是实现此控制目标的基本方法。采用与前级直流变换器的输出阻抗串联虚拟阻抗,并同时与中间母线电容并联虚拟阻抗的方法,实现了所提出的基本方法,并以Buck类的前级直流变换器为例,给出实现虚拟串联阻抗和虚拟并联阻抗的控制框图。通过对该控制框图进行等效变换,可推导得到现有文献中已提出的二次谐波电流抑制方法。最后,研制一台1 k VA原理样机,并通过理论分析和实验验证对这些不同控制方法的二次谐波电流抑制效果及对系统动态性能的改善作用进行对比。实验结果证明了理论分析的正确性。

500kV主变单相替换对主保护的影响分析

结合某500kV变电站用原#1主变A相备用变压器替代存在故障的#2主变B相运行的工程实例,基于PSCAD/EMTDC建立了单相三绕组自耦变压器组的模型,对比分析替换前后的稳态和暂态特性,研究变压器单相替换后因三相绕组短路电压百分比不一致对变压器差动保护和瓦斯保护的影响.仿真分析表明该替换对变压器主保护影响不大,可以在不修改定值的情况下继续运行.为500kV变压器单相替换的工程实施提供了技术支撑.

大型超临界汽轮发电机匝间短路故障分析及主保护研究

大型超临界汽轮发电机组将是我国的主力机组,电抗的增大和定子绕组电阻的减少将使短路电流水平下降,保护灵敏度降低。同时由于结构设计的原因,综合性能较好的一些保护方案如横差保护和不完全纵差保护等将不能应用于大型超临界汽轮发电机。文中重点讨论了匝间短路后各电气量的变化对继电保护的影响。研究表明,发电机发生匝间短路故障后,随着短路匝数的增加,转子二次谐波电流以及单元件横差电流均有较大的变化,以此构成的相应保护方案将能够可靠动作。在此基础上,提出故障分量负序功率方向保护可以作为一重主保护方案,并就该方案在实际应用中所涉及的主要问题提出了看法和建议。