阻抗稳定网络关键参数测量结果的不确定度评定

根据GB9254—2008标准的要求，对于电信端口发射出来的共模骚扰进行测量时，需要使用阻抗稳定网络（ ISN）。ISN的4个主要参数为共模阻抗、电压分压系数、纵向转换损耗以及去耦合衰减。对于这4个参数的测量结果，现行标准中尚未给出不确定度评定的过程或结果。因此，根据测量过程，给出了这4个参数的不确定度分量及不确定度评定结果，该测量结果的不确定度可用于电信端口共模骚扰发射测量的不确定度评定。

构网型与跟网型变流器主导孤岛微网阻抗稳定性分析及提升策略

以电力电子变流器为主导的100%新能源孤岛微网系统,由于其自身的低惯量、弱阻尼特性且缺少大电网稳定的频率和电压支撑,面临着更严峻的失稳风险。首先,文中针对无电网支撑且由逆变器主导的孤岛微网系统,基于谐波线性化建立了序阻抗模型,分析了无功环路及控制延时对阻抗特性的影响。然后,基于系统阻抗网络模型构建了Nyquist稳定判据,充分考虑系统参数对稳态工作点的影响,详细分析了系统稳态工作点和控制参数对微网系统稳定性的影响。基于系统稳定性分析结果,提出了一种适应系统工况变化的虚拟阻抗设计方法,显著提高了系统稳定性。最后,基于RT-LAB实验平台验证了理论分析的准确性。

线路阻抗稳定网络在电磁兼容测试中应用

本文介绍了线路阻抗稳定网络的工作原理和作用,对使用注意事项进行了分析,对常用的V型LISN及标准应用进行了详细描述。

一种应用于脉冲电流注入的线路阻抗稳定网络

[目的]针对现有线路阻抗稳定网络(LISN)在电磁脉冲防护能力上的不足,提出一款适用于电气电子设备脉冲电流注入(PCI)试验的LISN。[方法]通过PSpice时域和频域仿真,结合工程设计要求,针对PCI试验中脉冲电流峰值高、上升快等特点,在现有基础上改良LISN的电路拓扑和物理结构,使其同时具有良好的纳秒脉冲防护性能和阻抗稳定能力,并设计开展脉冲电流防护性能测试和阻抗曲线测试试验。[结果]试验验证结果表明,该LISN可以使电流衰减到注入的脉冲电流值的1/60;试验结果与GJB 151B—2013中5μH型LISN的阻抗曲线之间的误差小于5%。[结论]该LISN具有较好的阻抗稳定能力和去耦能力,可用于电气电子设备的PCI试验,以保护电源并提高试验的可重复性。

共模阻抗稳定网络的研制

为了消除辐射测试场地供电端口阻抗的差异,本文设计制作了一种共模阻抗稳定网络,可以在供电端口处提供稳定的共模阻抗。文中对该网络的技术参数、元件规格及分布参数控制提出设计方案.经实际制作与量测验证后,该稳定网络可以在30~300MHz的频段内提供稳定的阻抗(50±5?),符合设计方案的目标,利用此网络可有效消除供电端口阻抗差异引起的测试误差。

阻抗稳定网络校准方法研究

为使阻抗稳定网络有效溯源并形成切实可行的校准方法,保证仪表测量数据准确可靠,提出阻抗稳定网络电压分压系数、共模阻抗和相角、去耦合衰减及纵向转换损耗4个主要技术指标的校准方法。依据该测量方法,所得结果符合GB 9254-2008《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》中规定的典型值和范围。

用共模阻抗稳定网络减低辐射骚扰测试的变异

使用实际样品在四个不同的标准十米法半电波暗室中进行辐射骚扰测试的比对,测试结果最大辐射骚扰场强差异出现在45 MHz,差异达11.9 dB。经过分析实验室插座端口的共模阻抗后,观察到共模阻抗的大小与测试场强的高低相关联。专门设计与制作一个共模阻抗稳定网络,可以在30~400 MHz提供固定的共模阻抗。在测试时使用该共模阻抗稳定网络,可以消除共模阻抗不同引入的测试差异,测试结果在45 MHz的测试场强差异降到2.7 dB。

直流电网阻抗建模与振荡机理及稳定控制方法

维持直流母线电压稳定是直流电网高效、安全、稳定运行的前提。多个电压源变换器(Voltage Source Converter,VSC)经下垂控制接入直流电网,下垂控制等效于在VSC直流端口增加虚拟电阻,实现多VSC之间的功率分配的同时增加了系统阻尼。但研究发现,采用直流电压下垂控制的VSC,其输出阻抗会在电压控制带宽外呈现负阻性,该负阻抗会与线路阻抗、负载输入电容及恒功率负载(Constant Power Load, CPL)相互作用,引起直流系统振荡。针对此问题,建立了典型的单母线直流电网系统小信号模型,分析了直流系统的稳定性。提出一种虚拟阻容性阻抗的稳定控制方法,使得VSC输出阻抗在电压控制带宽外保持较大的正阻性,抑制直流系统的振荡。同时所提方法能够增大VSC直流端口的容性阻抗,增强直流系统的惯性,提升母线电压抗负载波动的能力。最后,仿真验证了所提控制方法的正确性和有效性。

采用阻抗分析方法的并网逆变器稳定性研究综述

阻抗分析方法目前已成为研究并网逆变器与电网交互系统稳定性的重要手段,因此该文基于此方法对并网逆变器阻抗建模、稳定性分析及阻抗塑造进行综述。首先,对比了状态空间方法和阻抗分析方法,研究表明阻抗分析方法可以有效简化系统稳定性分析。其次,研究了dq轴线性化和谐波线性化的阻抗建模和分析方法,对比了这两种方法的阻抗模型、应用特点和测量方法,为阻抗研究方案选择提供依据。然后,介绍了阻抗稳定性理论基础,讨论了三相并网逆变器的阻抗稳定性分析方法,为阻抗稳定性判据应用提供理论基础。最后,归纳了阻抗塑造方法,分类讨论了阻抗参数优化、结构重塑和系统级控制方法,为提高交互系统稳定性提供参考指导。

适用于一般坐标系的电力电子变换器阻抗(导纳)稳定性模型

电力电子变换器的谐波稳定性通常采用频域阻抗或导纳建模方法进行分析。目前已有学者建立了电压源变换器在几种坐标系中的阻抗模型,但各模型是相对独立的。另有学者注意到了dq坐标系和PN以及αβ复坐标系中阻抗模型存在的部分等价关系,但其研究中坐标变换是基于常数矩阵或者部分推导不够完备,无法适用于更一般的坐标系。系统地推导了dq坐标系和“12”空间向量坐标系中变换器的导纳模型,并定量揭示了锁相环在低频段引入负电阻性的机理。在此基础上,针对常用的时域坐标变换,包括Park、Clark、Lyon和顾氏变换等,得到了其频域关系并阐明了dq、fb、“12”等坐标系中阻抗模型的转换关系和等价性。由此建立了适用于一般静止和旋转坐标变换的阻抗模型,完善了现有的电力电子阻抗稳定性建模理论体系,并导出了αβ实坐标系中镜像频率耦合的4维导纳矩阵。通过频率扫描法和理论推导的对照分析验证了该一般阻抗模型的有效性。

电源稳定阻抗网络设计及其相关参数分析

为防止电源对测试装置的电磁干扰,通常在测试装置和电源之间连接1个电源稳定阻抗网络。研究电源稳定阻抗网络的设计方法,探讨网络中的器件参数对装置的影响,最后给出仿真波形,结果符合无线电干扰和抗干扰度测量设备规范。

高频隔离型AC-DC环节直流侧阻抗建模与稳定分析

为了解决高频隔离型AC-DC环节阻抗建模问题,提出一种电压源型变换器(voltage source converter, VSC)与LLC谐振变换器集成耦合设计成的高频隔离型AC-DC环节(voltage source converter cascade LLC resonant converter,VSC-LLC)直流侧小信号阻抗模型的建模方法,此方法首先结合在近似谐振点工作模式下LLC谐振变换器的恒增益电压钳位功能,实现单级统一控制策略,将VSC与LLC视为一级;在此基础上,结合基波近似法下LLC谐振变换器的4阶小信号模型,建立了VSC-LLC系统小信号模型,进而推导出直流侧阻抗模型,突破双级系统阻抗建模。最后基于Matlab/Simulink搭建VSC-LLC非线性时域仿真系统,仿真结果验证了所提VSC-LLC直流侧阻抗建模方法的正确性,并分析了电路参数和控制器参数对直流侧阻抗的影响,为基于高频隔离型AC-DC环节微电网的阻抗稳定性分析提供了理论基础。

含SVG的光伏场站阻抗建模与高频振荡风险分析

基于级联H桥电路的静止无功发生器(SVG)具有快速的动态无功支撑能力,是大型光伏场站常用的无功补偿设备。同时,由于SVG的控制带宽相对较大,控制作用所影响频段范围相对较宽,SVG在千赫兹以上的高频段仍可能具有负阻特性,使得含SVG的光伏场站面临更高频段范围的高频振荡风险。然而,现有研究重点关注新能源在2.5 Hz~1 kHz频段范围内的阻抗特性,无法评估1 kHz以上的高频振荡风险。同时,多种高频段附加控制策略和多种运行方式使得光伏场站的高频振荡分析进一步复杂化。首先,围绕含SVG的光伏场站高频振荡问题,建立了计及多类型附加控制策略影响下光伏机组和SVG的高频通用阻抗模型;进而,深入分析了光伏场站的高频段阻抗特性及其高频段负阻尼的影响因素,提出了含SVG的光伏场站面临的典型高频振荡风险;最后,针对四川某光伏场站开展电磁暂态仿真,对所做研究内容进行了验证。

海岛VSC-HVDC输电系统直流阻抗建模、振荡分析与抑制方法

在向海岛无源网络供电的VSC-HVDC输电系统中,由于逆变站的恒功率特性,以及整流站与逆变站间直流侧阻抗交互的影响,易使VSC-HVDC输电系统的直流侧发生振荡甚至失稳。对此,该文针对整流站提出了一种虚拟阻感性阻抗稳定性控制方法,能有效抑制VSC-HVDC输电系统的直流侧振荡,且不影响逆变站向海岛负荷供电的动态性能。基于所提控制方法,建立了海岛VSC-HVDC输电系统的小信号直流阻抗模型,其包括整流站输出阻抗模型、直流电缆阻抗模型和逆变站的输入阻抗模型。根据Nyquist判据和伯德图揭示了整流站采用传统虚拟电阻稳定性控制在抑制VSC-HVDC输电系统直流侧振荡失效的根本原因：即整流站的等效输出阻抗在电压控制带宽外恶化成负阻性,削弱了系统阻尼。所提振荡抑制方法通过阻感性阻抗的相角超前特性能校正整流站的等效输出阻抗为正阻性,可有效改善系统的稳定性。最后,仿真和实验验证了该文的分析和所提控制方法的有效性。

多储能逆变器并联系统在微网孤岛条件下的稳定性分析及其控制策略

多台储能逆变器在微网孤岛条件下并联运行时,需要为整个微网系统提供稳定的电压频率支撑,但逆变器等效输出阻抗和线路阻抗的差异会造成功率分配不均以及环流过大等问题,从而导致整个微网系统的不稳定。为了解决上述问题,可以在传统P-U、Q-f(调整有功功率来稳定微网电压、调整无功功率来稳定微网频率)下垂控制策略的基础上采用虚拟阻抗技术,通过对虚拟阻抗的设计将所有逆变器的等效输出阻抗设计为阻性,从而实现负荷功率的均分。从多储能逆变器并联系统的拓扑结构入手,分析了储能逆变器并联系统的功率流动特性并建立其输出阻抗模型;对整个系统的控制策略进行详细的介绍,包括引入虚拟阻抗的下垂控制策略以及储能逆变器的双闭环控制策略;根据阻抗稳定性分析法,分析了逆变器滤波参数和控制参数对整个系统稳定性能的影响,基于该工况可以发现当滤波电感L增加到5 m H时,逆变器并联系统趋于不稳定;虚拟阻抗系数kL增大到3时,系统阻抗比乃奎斯特曲线越过拒绝域,同时也会使系统的等效输出阻抗由偏阻容性变成感性,不利于高次谐波的抑制;而虚拟阻抗系数RD增大可以加强功率均分效果且对系统的稳定性影响较小。仿真结果说明,在该工况条件下,通过合理的设计逆变器输出阻抗,可以使多逆变器间的环流最大值由30 A降低到3 A以内,从而保证光储微网在孤岛条件下的稳定运行。

交直流微电网中变换器级联系统稳定性分析与协同控制

交直流微电网将成为未来配用电系统的重要组成形式,受到广泛的关注。但其中的恒功率负载具有负阻抗特性,容易引发母线电压振荡,不利于系统稳定运行。该文以控制母线电压的源变换器双向DC/DC和控制功率的负载变换器双向DC/AC为研究对象,建立直流变换器级联系统的等效阻抗模型,并进行稳定性分析。研究表明,LC滤波器会增大系统低频段输出阻抗,造成直流母线电压出现输出阻抗峰值频率附近的振荡。对此,该文提出一种协同控制方法,引入电压和功率协同控制,同时调整源变换器的输出阻抗和负载变换器的输入阻抗,从而减少级联系统输出阻抗的幅值并增加输入阻抗的相位,扩大系统的稳定裕度。最后,通过仿真和实验验证该文的分析和所提控制方法的有效性。

提高VSC-HVDC双向潮流工作模式下稳定性的虚拟电阻控制方法

在交流电网互联的双端柔直中,通常采用一个换流站定直压控制另一个换流站定有功功率控制的控制方式。在这种控制策略下,从定直压站传向定有功功率站的系统稳定传输功率要低于从定有功功率站传向定直压控制站的功率。为了提高从定直压站到定有功功率站的传输功率,提出了一种改进的虚拟电阻控制策略。基于所提方法,建立了包括定直压站输出阻抗模型和结合线路阻抗及有功功率站的输入阻抗模型,并采用奈奎斯特稳定判据分析了含改进虚拟电阻控制器的系统稳定性。证明该策略可以通过改变定直压站的直流侧输出阻抗来提高系统的传输容量。仿真验证了所提控制策略的有效性。仿真同时证明了所提策略的动态性能优于传统的PI双闭环控制策略。

三相并网逆变器锁相环频率特性分析及其稳定性研究

并网逆变器的锁相环用来实现并网电流的相位跟踪,其会对并网逆变器输出阻抗特性及其稳定性产生影响。因此,首先采用谐波线性化方法,推导了考虑锁相环前后并网逆变器的正负序输出阻抗模型,指出由于引入了锁相环,逆变器输出阻抗的小信号等效电路多了一条锁相环等效阻抗的并联支路。其次,对两种常用的锁相环电路(同步参考坐标系锁相环和双二次广义积分锁频环)的频率特性进行了对比研究,研究表明锁相环频率特性的不同使得逆变器输出阻抗低频段存在差异。为此,采用基于阻抗的分析方法,研究了不同电网阻抗条件下锁相环对并网系统稳定性的影响;对并网系统的稳定性进行了实验验证,实验结果证明了理论分析的正确性。

基于谐波线性化的三相LCL型并网逆变器正负序阻抗建模分析

在分布式发电系统中,并网逆变器作为主要的功率接口单元,其稳定性直接关系到并网系统的可靠运行。基于阻抗的分析方法可有效针对并网逆变器与电网之间的交互稳定性开展研究,因此并网逆变器的阻抗建模是进行阻抗稳定性分析的重要前提。该文以三相LCL型并网逆变器作为研究对象,采用谐波线性化方法,对锁相环(phase-locked loop,PLL)频率特性进行了建模分析,提出了一种锁相环调节器参数设计方法。同时,该文系统考虑了锁相环与数字控制延时等因素对阻抗特性的影响,结合谐波线性化和对称分量法,建立了三相LCL型并网逆变器的正负序阻抗模型。最后,对逆变器锁相环频率特性和正负序输出阻抗分别进行了仿真与实验验证,有效证明了理论分析的正确性。

有功功率载荷波动对分布式发电并网逆变器稳定影响分析及其改进控制策略

针对功率变化引起的逆变器并网稳定性波动问题,基于阻抗稳定性判据,以三相LCL型并网逆变器为例,考虑锁相环在系统中的影响,建立电流环控制的并网逆变器交流侧输出阻抗小信号模型,分析功率变化与系统稳定的交互影响。研究系统传输功率增大会导致系统稳定性变差的现象,提出引入直流端电流补偿控制策略,该方案提高了并网逆变器交流侧输出阻抗在低频段增益,增大了系统稳定裕度,有效地处理了功率因素导致的系统稳定性波动问题。同时,在响应速度方面,无论是稳态还是暂态,加入直流电流补偿后的变流器并网系统调节时间更短,响应更为迅速,调节时间只有原系统的30%左右。最后,搭建三相LCL型逆变器并网仿真系统,通过仿真验证了文中理论分析的正确性。