准Z源级联多电平光伏并网逆变器3次谐波补偿策略

光伏组件遮挡、老化等问题会使单相准Z源级联多电平逆变器单元间功率不平衡,严重时功率较大的单元会过调制,导致并网电流畸变甚至影响系统稳定。针对此问题,对单相准Z源级联多电平逆变器进行模型分析,阐述了过调制机理和最优3次谐波注入原理。在此基础上,提出一种优化的3次谐波补偿控制策略。该方法不仅能保证系统最大功率输出和单元间直流母线电压平衡,而且能根据拟合曲线选择出最优的3次谐波补偿系数,扩大逆变器运行范围,确保严重功率不平衡时所有单元都不过调制,抑制并网电流畸变效果明显。仿真和实验结果均验证了所提控制策略的有效性。

有限深度土体运动对Winkler地基上梁1/3次亚谐共振影响分析

有限深度土体运动对弹性地基上梁的动力学特性和非线性响应均有显著影响。为丰富和深化相关研究内容,本研究基于引入土体运动影响的Winkler地基梁的非线性动力学模型,关注了有限深度土体运动如何影响弹性地基上梁在1/3次亚谐共振条件下的行为。通过应用Galerkin方法和多尺度法推导出了梁在1/3次亚谐共振情况下的频率响应方程以及位移的二阶近似解。进而根据响应方程进行数值计算,得到了Winkler地基上梁的1/3次亚谐共振的幅频响应曲线,分析了与土体运动密切相关的参数(地基深度、质量、弹性模量、地基刚度和阻尼等)和激励幅值等对梁亚谐共振的影响。结果表明:考虑有限深度土体运动的影响后,梁的1/3次亚谐共振响应的区域和幅值均减小;随弹性地基深度、质量、弹性模量和刚度变化,幅频响应曲线的偏转程度、共振区域和响应幅值均发生定量改变;外激励幅值对梁1/3次亚谐共振响应的特性无影响,而对响应幅值和共振区域则有显著影响;地基阻尼对梁的1/3次亚谐共振有明显的抑制作用。

330 MW发电机定子3次谐波接地信号频发的原因及故障消除

针对某电厂330 MW发电机定子3次谐波接地信号频繁报警,根据现场对发电机一次回路检查,发电机保护说明书内容及保护定值进行查阅,通过定子3次谐波接地信号发出前后的数据分析和现场检查综合判断,利用机组停运机会查明了发电机定子3次谐波接地信号频发的原因,确保发电机出现问题的概率大幅度减少,保证了机组的稳定运行。

光伏逆变器短路电流3次谐波及其对保护的影响分析

系统发生不对称故障时,短路电流、电压中出现负序分量,导致光伏逆变器直流母线电压中产生二倍频振荡,该振荡分量经过控制回路流通后将在光伏逆变器输出短路电流中生成3次谐波。推导了逆变器输出短路电流3次谐波的解析表达式,计及光伏逆变器的限幅控制特性、负序控制策略、低电压穿越策略,研究了3次谐波的变化特性,然后分析了3次谐波对变压器差动保护电流互感器饱和判据的影响,指出某些工况下光伏逆变器输出短路电流中的3次谐波含量较大,可能造成变压器差动保护误闭锁,导致变压器区内故障无法切除,并提出了相应的应对策略。大量的仿真试验结果验证了理论分析的正确性。

基于3次谐波电压故障暂态分量的定子单相接地保护

在分析发电机定子单相接地故障产生的故障暂态分量信息特征的基础上 ,提出了一种定子单相接地暂态保护方案。该保护方案根据单相接地故障后机端和中性点 3次谐波电压的故障暂态分量近似相同的特点 ,把两个故障分量的相量和与相量差分别作为保护动作信号及制动信号 ,通过比较数据窗内相应信号的谱能量检测定子单相接地故障。仿真和试验结果表明新的暂态保护判据灵敏度高 ,不受发电机运行工况的影响 。

一种基于3次谐波注入的并联三相四桥臂逆变器均流控制策略

三相四桥臂逆变器(3p4l)在三相三桥臂逆变器的基础上引入第四桥臂,使得三相能够解耦控制并具备带不对称负载能力,在此基础上采用3次谐波注入可以提高逆变器的直流电压利用率。若将多个三相四桥臂逆变器单元共直流母线并联,能够实现扩容。但是并联单元的电感电流若不采取控制,会导致环流问题,严重时会损坏逆变器。在基于平均电流均流控制策略的基础上,采用一种适用于模拟电路实现的3次谐波注入方式。由于主电路元器件参数的不对称性,并联单元各自生成的3次谐波不对称,增大了并联单元之间的零序环流。针对该问题,提出一种基于各并联单元3次谐波信号平均值法的三相四桥臂逆变器并联均流控制策略。在保留3次谐波注入的同时使得并联模块四个桥臂电感电流得到控制,消除环流,实现了并联桥臂均流。最后通过仿真和实验验证了控制策略的正确性。

晶闸管控制电抗器故障态3次谐波分析

晶闸管控制电抗器(TCR)是静止无功补偿器(SVC)的重要组成部分,是SVC安全稳定运行的重要保证。文中根据实际TCR装置的安装及接线方式,详细给出了其运行时的各种故障态,包括引线间短路、接地短路及相控电抗器匝间短路。将直流系统的准稳态模型引入TCR装置建模,在此基础上将任意周期电流表达式推广到三相系统中,得到了TCR装置正常运行时线电流中无3次谐波,内部故障时线电流中存在3次谐波的正序及负序分量的结论。引入非特征3次谐波概念,并对TCR装置在各种故障态下存在的非特征3次谐波进行了定性及定量分析。PSCAD数字仿真结果证明了TCR装置的运行特性及故障态非特征3次谐波计算方法正确。

双馈风力发电系统3次功率脉动的研究

为研究风剪、塔影效应引起的转矩3次脉动对风力发电系统的影响,设计了包含风剪、塔影效应的风机动态模拟器,提出了转矩指令动态补偿的转矩模拟方案,并建立了整个双馈风力发电系统对拖模拟平台。依据等效风速原理,对风机的风剪、塔影效应进行了定量分析与模拟,详细研究了由于风剪、塔影效应引起的3次转矩脉动量对双馈风力发电系统的影响。仿真结果验证了文中理论分析的正确性和有效性。

注入3次谐波控制的共模电压分析

由于功率器件仅有2个开关状态,输出电压只能离散变化,造成中性点存在共模电压,对电机的运行产生负面效应。以传统两电平变频器和级联型高压变频器为例,分析了共模电压产生机理和3次谐波注入理论,在此基础上,分析注入3次谐波在提高直流电压利用率的同时,对输出共模电压造成的影响。经对比发现,共模电压新增加了3次谐波电压成分,当调制比取最大值时,共模电压中3次谐波电压幅值达到最大,加剧了共模电压对电机可靠运行的影响。通过Matlab仿真,验证了理论分析的正确性,并进一步说明了,对采用同相调制算法的变频器,注入3次谐波将导致共模电压增加。

汽轮发电机3次谐波电压随负荷变动的理论分析

大型汽轮发电机机端3次谐波电压U3t以及中性点3次谐波电压U3n随有功负荷和无功负荷变动而变化,根本原因是定子绕组3次谐波电压EΦ3受负荷影响,从而影响到3次谐波电压的100%定子接地保护。通过磁导分析法以及傅里叶级数,推导了汽轮发电机转子磁动势和定子电枢反应磁动势产生的EΦ3,通过分析有功和无功负荷变动情况下发电机的磁动势、电势相量,得到了有功和无功对EΦ3的影响关系。分析表明,转子q轴方向上的小齿易饱和是影响EΦ3的重要原因,中性点接地设备参数的非线性可能是导致U3t/U3n发生变化的一个原因。

通过比较发电机3次谐波电压识别TV断线的新方法

发电机机端电压互感器(TV)高压侧出现的间隙性断线,若故障轻微,则基波电压变化不大。利用正序电压和负序电压判别TV断线的方法有可能无法识别故障,且发电机定子接地3次谐波电压判据有可能误报警。通过分析,发电机定子单相接地故障时,TV 3次谐波电压会发生变化,各相3次谐波电压变化是相同的,差异较小。但是,TV断线时(包括间隙性断线),断线相与非断线相的3次谐波电压有明显的差异。因此,提出一种判别TV断线的新方法,该方法通过比较3次谐波电压最大值与最小值,采用比率制动判据实现。动模试验结果验证了该方法的有效性。

温度场中输电线在谐扰力作用下的1/3次亚谐共振研究

研究输电线在温度场中谐扰力作用下的1/3次亚谐共振问题,应用动力学方法建立温度场中受谐扰力作用输电线的非线性振动方程。根据非线性振动的多尺度解法,得到系统满足1/3次亚谐共振情况的近似解,并对其进行数值计算。分析温差变化、外部激励、谐调值、系统阻尼等对系统的影响。得到系统失稳的临界温度。系统随着调谐值和温差的增加,响应曲线的幅值增加;随着阻尼的增加,幅频响应曲线向开口方向移动。

绝缘状况原理在大型水轮发电机3次谐波量接地保护中的应用

大型水轮发电机对定子绕组单相接地通常装设的双频式100%保护,实践证明其3次谐波电压保护在可靠性、灵敏性和简洁性等方面存在很多问题,因此提出应用基于绝缘状况的保护原理来解决这些问题。针对水轮发电机定子单相接地3次谐波电压保护原理和其在运行方式变化和起停机过程中可能存在的误动情况进行分析,阐述了基于发电机中性点侧对地绝缘状况的保护原理,其保护出发点是将电气量的差值保护判据变为基于绝缘状况的相对阻抗的无量纲比值保护判据。具体结合该原理与水轮发电机定子单相接地故障特点,分析其对已有问题的解决效果,结果表明,该原理在实际应用中具备合理性,有望在实际应用中改善水轮发电机接地保护的动作情况。

基于非特征3次谐波的晶闸管控制电抗器保护方法

提出一种基于非特征3次谐波电流的保护新方法,并给出了整定原则。针对实际工程,从理论上分析了该方法的适用性:发生除单相接地外的任何区内故障时,该方法均可靠动作,且对于匝间短路其保护死区要远小于传统的不平衡电流保护;发生区外故障且达到稳态时,保护可靠不动作,而在故障切除或恢复过程中存在异常运行状态时,会对保护产生影响,可以通过给保护加入延时避免。PSCAD数字仿真结果验证了该方法的有效性。

Winkler地基梁在温度场中受简谐激励3次超谐共振分析

本文研究W inkler地基梁在温度场中受简谐激励作用的3次超谐共振问题,应用弹性理论和Galerk in方法建立W inkler地基梁在温度场中受简谐激励作用的非线性动力方程,根据非线性振动的多尺度法求得系统满足3次超谐共振情况的一次近似解,分析了温度、阻尼、激励幅值、地基刚度等参数对系统的影响。

无刷直流电机驱动控制的3次谐波检测法

介绍一种具有较宽调速范围的无位置传感器无刷直流电机转子位置检测新方法——反电势 3次谐波检测法。从理论上推导了如何从电机中获取反电势 3次谐波信号 ,并将 3次谐波信号转化成转子磁通位置信号。

一类3次代数曲线的光滑拼接及保凸性

研究了具有几何约束的一类3次代数曲线的光滑拼接及保凸性问题,得到2条3次代数曲线的G1、G2光滑拼接定理,以及2条3次代数曲线光滑拼接的保凸性定理和多条3次代数曲线光滑拼接的全凸性定理.

地震作用下非弹性地基桩的3次超谐波共振

研究了地震作用下非线性地基中桩基的3次超谐波共振问题.从地基桩中抽象出力学模型,考虑地基的非线性因素,运用Hamilton变分原理建立了桩基的非线性控制方程.利用Galerkin方法离散上述方程,基于多尺度摄动法研究了地震作用下非线性地基中桩的3次超谐波共振问题.以某嵌岩圆形桩为例,研究了地基土层厚度、剪切波速度及频率比对地震力的影响,数值模拟了非线性地基桩的3次超谐波共振响应,探讨了地震力、地基弹性及非弹性系数对超谐波幅频响应的影响,最后研究桩基产生3次超谐波共振时的时间历程曲线.结果表明,当地震波频率约等于桩基固有频率的1/3时,容易激发桩的3次超谐波共振响应;桩基的3次超谐波共振响应随着地震力、非弹性系数的增大而变得更加显著,随着弹性系数的增大而逐渐变小.

Winkler地基上材料非线性矩形薄板1/3次亚谐共振

为研究Winkler地基上材料非线性矩形薄板受简谐激励的非线性振动,应用弹性力学理论建立其动力学方程,并由Galerkin方法将其转化为非线性振动方程。应用非线性振动的多尺度法求得系统1/3次亚谐共振的近似解,并进行数值计算。分析激励、几何参数、阻尼系数、非线性参数对共振响应曲线的影响。

温度场中输电线在谐扰力作用下的3次超谐共振

研究输电线在温度场中谐扰力作用下的3次超谐共振问题,应用动力学方法建立温度场中受谐扰力作用输电线的非线性振动。根据非线性振动的多尺度解法,得到系统满足3次超谐共振情况的近似解,并对其进行数值计算。分析温差变化、外部激励、谐调值、阻尼等对系统的影响。得到系统失稳的临界温度,指出幅频响应曲线存在跳跃现象。