改进瞬时对称分量法及其在正负序电量检测中的应用

传统对称分量法在频域中定义,用相量表示,需要计算变量的模值和相位,故只能应用于电力系统不对称故障的稳态分析,而不能对暂态过程中的电量进行分析。针对该问题,提出一种基于时域测量量的改进瞬时对称分量法,并给出了相关计算公式和结果。所提方法的基本原理是利用三相电压或电流的瞬时值构造一个无延迟的旋转相量,并以复数的形式直接计算三相电量的正序、负序和零序值。由于该算法简单,不需进行三角函数计算,计算速度较快,实时性好,易于在工程上的实现。基于瞬时对称分量理论,提出了一种新型的正、负序电流检测方法,并用PSCAD/EMTDC仿真软件进行了验证,结果表明所提方法是正确、可行的。

基于瞬时对称分量法的中性点不接地电网电压互感器暂态过电流分析

引入计及损耗的电压互感器非线性模型,采用瞬时对称分量法推导了中性点不接地电网发生单相接地故障期间和故障消失后电压互感器的暂态过电流表达式,发现该电流由正常运行状态下的正序励磁电流和衰减的零序过电流组成。通过MATLAB/Simulink仿真分析了系统在单相接地故障期间及故障消失后、不同消弧线圈补偿方式下的电压互感器暂态过电流。仿真结果表明,系统发生单相接地故障时,电压互感器中的暂态过电流主要与其励磁特性的非线性有关;单相接地故障消失后,在电压互感器中产生较大的励磁过电流,包含受系统零序网络影响较大的稳态分量和衰减暂态分量。由此提出可通过改变系统的零序参数来抑制电压互感器的损坏。

基于瞬时对称分量法的电网无功补偿方法

针对电网无功补偿需测量相角,无法实现实时补偿的问题,提出一种实时求取系统无功功率的方法,它将瞬时无功理论和对称分量法相结合,利用实时序分量功率实现系统无功补偿,并将其应用在有电弧炉的配电网系统中。MATLAB仿真表明:该方法可以实现三相不平衡系统的无功功率补偿且没有时间延迟,从而保证了无功功率的稳定,解决了无功功率波动引起的电压波动问题。

基于变步长自适应滤波器的瞬时对称分量法

瞬时对称分量法基于瞬时测量可以将任意的三相信号分解成正序、负序、零序分量,然后在各自的等效电路中进行分析。传统的瞬时对称分量法一般在dq0坐标系下进行变换及计算,算法中的低通滤波器对其动态性能影响很大。本文基于αβ0坐标系,提出了一种新型的瞬时对称分量法,该算法采用变步长自适应检测原理,能够较好地兼顾稳态精度及动态响应,仿真结果验证了算法的有效性。

基于瞬时对称分量法的三相四线制D-STATCOM控制研究

配电网中三相负载不对称,会导致三相电流电压不对称。基于瞬时对称分量法对三相电压和电流量进行分解,提出了一种新的正序、负序和零序电流直接控制方法,应用于三相四线制配电网并联型D-STATCOM(配电网静止同步无功发生器)。正序电流控制使D-STATCOM发出电网中需要补偿的无功电流和谐波电流;负序、零序电流由abc坐标系转换到dq0同步旋转坐标系与期望值0做差进行控制,用以补偿三相负荷不平衡。仿真结果表明,所提出的控制方法可以使D-STATCOM有效补偿配电网三相负荷不平衡,提高配电网功率因数,同时消除非线性负荷引起的电流畸变。

瞬时对称分量法及其在故障暂态测距中的应用

传统基于频域范围的对称分量法不适于电力系统故障暂态变化过程的实时分析。针对该问题,提出一种基于时域分析的瞬时对称分量法,即根据三角函数变换的理论,构造旋转相量并对其进行简单的移相处理,从而获得序分量的瞬时值。以此为基础,结合故障边界条件,提出了利用瞬时故障电压和电流求取故障距离的方法。即联立各序网的时域微分方程得到故障测距方程,通过瞬时对称分量法将检测点的三相电压、电流转换为瞬时序分量,运用最小二乘法在故障一个周波后辨识出故障距离。动模试验及MATLAB分析表明,所提方法能较好的提取瞬时序分量,暂态测距效果较好,具有实用价值。随着设备采样频率的提高,测距精度将得到改善。

基于瞬时对称分量法的三相功率源研究

合并单元等新型数字化设备与传统的电网测控设备在原理上有较大区别,其性能检测试验要求功率源输出多种波形信号。针对这一需求,基于功率放大器,研究了一种任意波形输出的程控功率源,输出的三相电压电流信号均可独立调节。针对大功率运算放大器输出不稳定的问题,提出了一种基于瞬时对称分量法的快速反馈控制方法,减小了处理器对数据存储量的需求。经过试验测试,研制的三相功率源具有稳定速度快、输出稳定和精度高的特点,准确度等级达0.05级,可作为标准功率源。

瞬时对称分量法在负序电流检测中的应用与实现

针对传统对称分量法无法对汽轮发电机组不对称故障进行瞬时分析的不足,根据改进型瞬时对称分量法的原理思路,结合以CompactDAQ为硬件基础的LabVIEW数据采集监测平台,通过编程构建了瞬时负序电流的提取方法,同时发现了该瞬时对称分量法在应用于实际数据采集平台时所带来的不可避免的纹波误差。针对相应计算环节进行滤波处理后,最终实现了对于电力系统不对称故障中负序电流量的实时检测。利用实时电量模拟输出仿真平台,验证了该方法具有检测结果精度高、实时性好的优点,从而证明了基于瞬时负序电流量计算、检测思路的Lab VIEW设计方法可实际运用于测量现场中。

基于改进瞬时对称分量与三点算法的相量测量新算法

相量的频率、幅值和相角的实时在线估计需要算法在精度和实时性方面能够很好统一,传统DFT方法,数据采集周期较长,测量精度受系统频率波动的影响较大。另外,在系统发生不对称运行或不对称故障时,对电量的正负序分量测量有利于动态分析。针对这些问题,提出了一种基于改进瞬时对称分量法与三点算法相结合的相量测量算法。该算法利用瞬时对称分量法获取电量各个序分量的瞬时值,并进行基波正、负序电量的检测,然后利用改进三点法对基波量进行频率、幅值和相角的计算,它易于实现、实时性好、精度相对较高。通过Matlab进行仿真验证,结果表明所提方法在实时性和精度方面能够得到较好统一。

改进对称瞬时分量法及其在双馈感应发电机负序电流抑制控制中的应用

电网电压不平衡时,传统对称分量法,会将电流检测量中的毛刺或高次谐波等干扰信号放大,导致使用对称分量算法分离正负序分量存在较大误差,从而影响基于正负分量法控制策略的控制效果,论文首先分析传统对称分量法在信号检测存在毛刺和谐波时的影响,提出改进的瞬时对称分量方法,改善正负序信号量分离的检测精度,并通过改变离散算法的计算步长,抑制毛刺干扰和谐波分量对正负序分量分离的干扰,提高正负序分量的分离精度,并抑制发电系统的整体谐波含量,论文最后建立了DFIG基于负序同步旋转轴系下的数学模型,研究了采用改进的瞬时对称分量法抑制DFIG负序电流的控制策略,并通过系统仿真,验证了论文所提出的改进瞬时对称分量法的正确性。

基于序分量法的D-STATCOM直接功率控制策略研究

将基于序分量法的P-DPC引入到配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)的控制研究中,来解决传统预测直接功率控制策略只可控制补偿负荷无功功率的问题。将电网电压不对称因素考虑在内,利用瞬时对称分量法对各个采集电气量进行序分解,构建正、负序等效电路。无功和三相不平衡负荷补偿时,根据序网络等效电路分别推得正、负序功率预测模型。基于正序功率预测模型的P-DPC算法控制D-STATCOM补偿负荷无功,而基于负序功率预测模型的D-DPC算法控制补偿负荷所需负序电流。两种算法相互牵制,严格控制了D-STATCOM的输出电流,消除了装置在电网电压不对称时可能产生的过流威胁,实现了负荷无功和平衡化补偿。仿真结果表明,不论电网电压对称与否,该控制策略都能良好地补偿负荷的无功和负序电流,确保电源侧三相电流平衡且单位功率因数运行。

基于故障数据的线路分布参数时域辨识方法

针对目前基于故障数据的频域辨识方法难以精确辨识线路分布参数的问题,基于线路分布参数时域模型,提出了一种更精确的分布参数辨识方法。该方法利用线路两端采集的故障电压电流信号,在时域内通过最小二乘搜索法辨识得到线路参数,避免了频域法向量转换导致的误差。并采用瞬时对称分量法提取序分量,实现时域内分别对正序和零序参数的辨识;采用LOWESS方法平滑故障信号中的噪声,以提高算法的抗干扰性。仿真算例的结果表明,所提出的方法能够准确辨识线路的分布参数,并且对各种故障条件均具有良好的适应性。

一种改进的无锁相环FBD谐波电流检测方法

针对传统FBD谐波电流检测法在提取基波正序有功电流信号时存在误差较大的问题,提出了一种改进的FBD谐波电流检测方法。该方法利用瞬时对称分量法和同步基准变换法对三相电压进行变换,得到与基波正序电压同相位的基准电压信号来代替锁相环提取的电压正余弦量,计算出准确的三相瞬时正序有功等效电导,提取基波正序有功电流,最终获取精准的谐波电流。理论分析表明,该方法不受电网电压不对称和电流畸变的影响,消除了锁相环提取信号带来的误差,提高了检测精度且易于实现。仿真结果验证了该方法的精准性和可行性。

直驱永磁同步风电机组不对称故障穿越的研究

分析电网发生不对称故障对直驱永磁风力发电机组(D-PMSG)的影响,研究其控制策略,以提高其不对称故障穿越的能力。把电网电压实时引入机侧整流器参考功率的计算中,提出了按照电网正序电压和其额定电压的比减小发电机输出功率的控制策略。建立了经背靠背双PWM变流器并网的D-PMSG仿真模型。机侧整流器控制内环采用电流前馈控制,外环采用功率环控制发电机输出功率。网侧逆变器控制内环采用电流前馈控制,并控制负序电流为零,外环采用电压环稳定直流电压。仿真结果表明,在不对称故障时,这种策略保持了发电机功率平衡和变流器功率平衡,限制了直流电压的升高,保持了逆变器三相电流对称,实现了机组不对称故障穿越。

三相电压跌落检测新方法

为实现三相电压跌落的快速精确检测,提出含稳态分量和补偿分量的解耦检测方法。首先运用瞬时对称分量法在坐标系中推导出基波电压正序、负序分量的解耦检测模型;然后根据该解耦模型构建含稳态分量和补偿分量的离散卡尔曼滤波器,采用数学形态滤波器和网格分形方法定位电压突变发生和恢复时刻,并重置卡尔曼滤波器参数以加快检测动态响应速度;最后将提出的检测方法用于各种电压故障情形下的检测和动态电压恢复器（dynamic voltage restorer,DVR）补偿仿真中。仿真结果表明,所提方法的检测动作时间为2~3个采样周期,与传统dq变换法相比,其动态响应速度快一个数量级,证明了所提解耦检测方法在响应速度、稳态精度方面具有优越性。

矿井电网单相漏电瞬时序网络模型

传统矿井电网单相漏电的各序网络模型只能描述单相漏电的稳态特征,为此采用瞬时对称分量法建立了矿井电网单相漏电瞬时序网络模型,该模型可用于分析单相漏电的暂态和稳态特征,并利用该模型给出了单相漏电的瞬时零序电压和瞬时零序电流的数学表达式,可为单相漏电保护研究提供参考。

直驱风电机组低电压穿越改进控制方法仿真研究

采用改进的瞬时对称分量法对电网电压瞬时值进行对称分量分解,提出了电网电压不对称跌落时D-PMSG的低电压穿越控制策略,按照电网电压正序分量和额定电压的比值减小发电机功率,并在解耦控制中分别控制正序和负序分量,正序通道完成能量的传输,负序通道产生和电网负序电压相等的负序电压,从而保证网侧逆变器电流中无负序分量,避免了逆变器非全相过负荷,充分利用其容量。仿真结果研究表明,提出的改进控制策略实现了不对称故障下的低电压穿越,并且保持了逆变器三相电流对称。

四桥臂逆变器控制方法的研究

提出一种基于瞬时对称分量法的四桥臂逆变器控制方法,该逆变器在带三相不平衡负载的情况下,可提供三相平衡电压。瞬时分量法可将三相电压和电流分解为瞬时的正序、负序和零序分量,并在各自的参考系中转变为直流信号,再分别加以PI控制。这里介绍了控制器设计的详细推导过程和软件实现。最后,给出基于TMS320F2812控制的实验结果,验证了该方案的正确性和可行性。

电网不对称故障下永磁同步风电机组低电压过渡的研究

电网导则要求并网风电机组在电网电压一定的跌落范围内不脱网运行。为了满足这一要求,建立了永磁同步发电机组网侧变流器的数学模型,分析了电网不对称故障时风电机组直流侧电压的波动机理,采用瞬时对称分量法求得网侧三相电压的正序和负序分量,在解耦控制中分别控制正序和负序分量。仿真结果表明,改进后的控制策略保持了逆变器三相电流对称,消除了直流侧二倍工频纹波,实现了电网不对称故障下风电机组的低电压过渡。

DSTATCOM补偿电流检测算法与仿真研究

针对配电网三相负荷不平衡对整个台区造成的危害,采用电力电子型装置来治理不平衡问题,对DSTATCOM补偿电流检测算法进行了研究。首先建立了电容分裂式DSTATCOM的数学模型,然后提出了一种基于瞬时对称分量法的补偿电流检测方法,分析了直流侧电压稳定及直流侧上下电容的均压问题对指令电流检测的影响,最后通过Matlab/Simulink搭建了仿真模型,仿真结果表明,本文所提基于瞬时对称分量法的电流检测算法能够在线性不平衡环境下准确检测出所需的指令电流,并具有良好的检测精度,证实了该方法的正确型与有效性。