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。

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 。

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。

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。

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。

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。

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。

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CO2激光的AgGaSe2晶体中3次谐波产生

为了在AgGaSe2晶体中产生3次谐波,利用自行研制的1台可调谐脉冲CO2激光器,在2次谐波中采用Ⅰ类匹配,并在3次谐波中采用Ⅱ类匹配的方法。实验中CO2激光输出波长为9.6μm,在AgGaSe2晶体中得到了波长为4.8μm的2次谐波以及波长为3.2μm的3次谐波,其峰值功率分别为88kW和4kW,并测量了相位匹配允许角。结果表明,在该AgGaSe2晶体实验中能有效地输出3次谐波,随着CO2激光功率的增大,输出2次谐波峰值功率和3次谐波峰值功率的级数都增加。

脉冲形状对3次谐波转换的影响分析

为了使谐波转换系统保持高效稳定的3次谐波转换,采用数值模拟的方法,研究了基频光脉冲波形对3倍频转换效率的影响,并对高斯脉冲和平顶脉冲的不同谐波转换特点作了详细分析。当基频光为高斯脉冲时,在3GW/cm2的输入条件下最佳的2倍频转换效率为56.8%,低于理论预计的66.7%。进一步计算了不同功率密度下,最佳2倍频转换效率与超高斯脉冲阶数的关系。当考虑空间走离效应,基频光时间和空间均为平顶分布时,最佳的2倍频转换效率为62%;若基频光时间为平顶分布、空间分布为高斯分布时,最佳2倍频转换效率为51%,进一步地偏离66.7%。结果表明,当基频光脉冲形状偏离理想的平顶分布时,适当地降低2倍频转换效率,可提高3倍频转换效率。

基于3次谐波电流监测相控电抗器匝间短路的方法

近年来大容量相控电抗器频繁出现匝间短路故障,造成了严重的经济损失及火灾事故。由于输出无功功率受晶闸管阀相位角控制,目前还没有匝间短路故障的可靠及灵敏监测方法。本文通过研究一起33 kV 180 Mvar相控电抗器匝间故障,分析角内、角外3次谐波电流以及有功损耗等特性变化,提出了匝间短路动态仿真模型以及3次谐波电流变化的计算方法,并依据匝间短路必然造成电感显著减小的特性,论证监测角内、角外3次谐波电流显著增大;监测5、7次滤波电容器对3次谐波电流严重放大是识别故障、防止起火燃烧并进行可靠保护的方法。

低压电网中3次谐波的分析和解决方案

简要论述了谐波产生的原因,并着重分析了谐波电流产生的原因和谐波造成的危害。提出了消除谐波的步骤和解决方法。最后详细介绍了ABB公司的3次谐波滤波器(THF)的功能、特点和应用。

汽车发电机电动势3次谐波分量的估算

分析了Y联接和Y0联接整流电路在畸变电动势作用时的中性点电压,给出了畸变电动势3次谐波分量的估算方法,并估算了Y0联接汽车交流发电机在中性点二极管导通时电动势中3次谐波分量的大小.

基于3次谐波无源注入法的谐波抑制技术

介绍了3次谐波注入抑制不可控整流电路进线电流谐波畸变的无源实现方法。采用Y接法电容器代替接地变压器作为3次谐波注入电路,并采用串联谐振电路提高3次注入电流的发生效率。分析了注入电路抑制进线电流谐波畸变的基本原理和谐波源的获得,研究了注入电路的基本特性,包括最佳注入条件、参数偏离谐振点的影响,以及固定注入电路参数条件下负载的动态变化范围等。实验结果表明,该方法具有比无源滤波更好的谐波抑制效果、比有源滤波更简单可靠的优点,应用前景较好。

3次谐波谐振电路在桥式射频电源中的应用研究

在桥式射频电源中接入3次谐波谐振电路,用于改善MOSFET的快速开关状态。通过在桥式逆变器的交流端连接3次谐波谐振电路,将3次类正弦波电流叠加于正弦负载电流上,从而实现对MOSFET输出电容的快速充电或放电,使MOSFET适用于更高的工作频率。对2 MHz/2 k W射频电源进行仿真分析,其结果表明:接入3次谐波谐振电路不仅减少了MOSFET的换向时间,而且降低了MOSFET的开关损耗;同时,死区和3次谐波谐振电路品质因数对电路的影响分析,验证了3次谐波谐振电路的可行性和有效性。

大型汽轮发电机3次谐波电压定子接地保护方案的研究与改进

基于一台300 MW汽轮发电机的参数,对常用的3种3次谐波电压定子接地保护方案进行灵敏度对比分析。分析结果表明大型汽轮发电机采用接地变压器接地方式时,现有的3次谐波电压定子接地保护在定子绕组中部的灵敏度仍然不足。考虑现有3次谐波电压定子接地保护存在误动较多的问题,分析了导致发电机机端、中性点3次谐波电压变化的原因。在此基础上,提出一种改进型3次谐波电压变化量差动原理定子接地保护方案。该方案对机端3次谐波电压变化量进行校正后与中性点3次谐波电压变化量构成差动判据,可有效区分定子接地故障与发电机3次谐波电压的正常波动。该方案还根据高压侧3次谐波电压的变化量增加了浮动的保护启动门槛,避免因高压侧3次谐波电压变化而导致的误动。仿真结果表明所提方案理论正确,灵敏度较高,受机组运行变化状态的影响小。