基于改进变步长LMS算法的谐波电流检测法

针对传统基于瞬时无功功率理论谐波电流检测中的二阶低通滤波器无法同时满足检测精度和响应时间的问题,提出了基于改进的双曲正切函数变步长LMS算法(IVSSLMS)的低通滤波器提取p轴和q轴中直流分量的方法;将两个谐波电流的间隔时间通过适当的调节采样间隔次数来延长,目的是为了达到高次谐波的自相关性能迅速降为零。从理论上分析了算法性能的优越,给出了参数的取值,并在simulink中搭建了仿真模型,仿真实验结果表明,改进后的低通滤波器直流分量的跟踪速度提升了一倍,得到基波正弦波形的THD值下降了0.37%。并得出以下结论:在同样输电条件下,采用改进变步长LMS算法构成低通滤波器加快了直流量的跟踪,提取的基波分量更加接近于理想波形,提升了谐波检测的瞬时性和准确性。

模块化多电平变换器改进两段式模型预测控制

基于有限控制集的模型预测控制应用于模块化多电平变换器(MMC)时通常会暴露出计算复杂与交流侧输出电流严重失真等问题。提出一种双矢量优化谐波电流模型预测控制策略,即改进两段式模型预测控制,可减少开关状态组合计算量,进一步优化交流侧输出电流。推导了MMC离散数学模型,并构建无权重因子的代价函数,通过计算实际电流与参考电流包围的最小面积重新定义同一周期内两阶段开关信号的占空比,并引入一种附加冗余子模块的方法抑制桥臂环流,接着提出一种败者树多路归并排序算法均衡电容电压。在MATLAB/Simulink平台搭建三相23电平MMC仿真模型验证该策略的有效性。相比于两段式模型预测控制,所提策略的交流侧输出电流跟踪更加精准,谐波畸变率更小。

2021—2023年济宁市场流通领域中LED照明产品电磁骚扰抽检结果的分析

为了更好地了解济宁地区LED照明产品的整体质量情况及动态变化情况,本文通过对济宁县市区照明灯具市场及大型商超进行随机抽样检测的方法,对2021—2023年济宁流通领域中LED照明产品进行抽样检测,并对抽检结果进行了分析研究。通过对抽检数据进行统计和分析,发现济宁地区流通领域LED照明产品的电磁骚扰水平整体较好,存在的问题主要集中在骚扰电压和谐波电流发射项目上,总谐波电流畸变率(I-THD)普遍偏高。

准Z源逆变器的低谐波含量梯形调制优化策略

针对准Z源逆变器谐波污染和功率器件电压应力高的问题,提出一种基于梯形波的优化策略。该调制策略通过选取合适的梯形化率,在保证直流电压利用率的同时大幅降低准Z源逆变器输出电流的总谐波畸变率,从而提高电能质量。此外,选取梯形波作为调制波能有效降低准Z源网络中电容及功率器件的电压应力。采用MATLAB/Simulink软件对所提出的调制策略进行仿真分析,以确保其正确性和有效性。最后,通过RT-LAB实验平台对基于梯形波的调制策略进行进一步验证。

考虑谐波约束的分布式光伏发电功率波动控制

光伏发电脱网运行造成光伏逆变器产生显著谐波,导致发电功率异常波动。为了保证分布式光伏发电运行的稳定性,提出考虑谐波约束的分布式光伏发电功率波动控制方法。计算分布式光伏发电功率波动差,获取配电网允许功率波动置信区域,明确分布式光伏发电功率波动情况。根据配电网电压不平衡特点,计算功率总谐波畸变率,获取功率波动幅值。通过引入调节系数改变逆变器总谐波畸变率,约束光伏发电过程中产生的谐波。设计分布式光伏发电功率波动控制结构,采用单向变步长追踪法调整工作电压使其接近最大功率点,最小化输出功率波动。由实验结果可知,该方法输出功率保持在相对平稳状态,其波动范围为340~355 W,有效地控制了分布式光伏发电功率波动。

分布式电源对配电网谐波特性的影响研究

分布式发电系统出力具有波动性和间歇性,且含有大量的电力电子开关器件,并网后会对配电网的电能质量产生一定影响。建立了光伏发电系统和风力发电系统数学模型,并利用IEEE30节点标准系统搭建了含分布式电源的配电网谐波模型进行仿真分析。结果表明:含分布式电源的配电网节点电压谐波特性与电压等级有关,电压等级越高其总谐波畸变率越小;支路电流的谐波特性与支路电流的大小有关,电流越大其总谐波畸变率越小。仿真结果为分布式电源并网、配电网规划以及配电网谐波治理提供了理论参考。

基于萤火虫扰动麻雀搜索算法-极限学习机的光伏阵列故障诊断方法研究

光伏阵列具有随机性、间歇性输出特点,发生故障严重影响电力系统安全运行。针对有效表征不同程度局部阴影与雨天接地故障的故障特征量缺乏的问题,分析不同故障状态下光伏阵列运行特征,提出一种新的6维故障特征向量:开路电压Uoc、最大功率点电压Um与短路电流Isc、最大功率点电流Im分别表征短路与断路故障;U-I特性曲线二阶导数零点数表征局部阴影故障,并利用遗传模拟退火算法优化的模糊C均值聚类算法(the fuzzy C-means clustering algorithm optimized by the genetic simulated annealing algorithm,GSA-FCM)验证Um、Im表征不同程度局部阴影故障的有效性;并网电流总谐波畸变率表征雨天接地故障。引入萤火虫扰动的麻雀搜索算法(sparrow search algorithm with firefly perturbation,FSSA)优化传统极限学习机(extreme learning machine,ELM),建立FSSA-ELM模型,解决传统故障诊断方法实现复杂、收敛速度慢的问题。基于现场数据驱动,建立考虑对地寄生电容的光伏系统仿真模型和实验平台,设计2种不同辐照度范围的仿真方案和实验方案进行方法验证,结果表明,FSSA-ELM模型结合ELM实现简单且FSSA收敛速度快的特点,利用6维故障特征向量,可准确识别光伏阵列故障类型。

LED灯具谐波对核电厂厂用电电能质量影响研究

根据国内标准规范对电能质量和谐波发射限值的要求,介绍了LED灯具的谐波特性及核电厂厂用电电能质量要求,提出了LED应用于核电厂照明系统时电流总谐波畸变率限值宜低于15%,为新建和改造的核电厂照明系统中采用LED灯具提供参考。

弓网离线接触电流总谐波畸变率的实验研究

受电弓与接触网(弓网)是电气化铁路中牵引供电系统的重要组成部分,弓网系统在运行过程中会发生离线现象,弓网离线会带来严重的电磁噪声问题。利用弓网电弧电磁噪声实验平台开展了不同条件下的弓网离线实验,分析了弓网离线状态下接触电流的频域特性。采用接触电流总谐波畸变率来表征弓网离线的传导电磁噪声特性,获得了接触电流总谐波畸变率与回流电流、接触压力和滑动速度之间的变化关系,建立了有效的接触电流总谐波畸变率数学模型,为深入研究弓网离线传导电磁噪声提供了实验依据和理论基础。

可用于光伏并网的双频逆变器控制策略

研究了一种新型双频并网逆变器,其中一部分工作在低频,采用电流滞环控制,快速跟踪高频单元电流,传递大部分功率;另一部分工作在高频,采用单周控制,改善光伏并网电流的动态性能,使并网电流和电网电压同频同相。以双频逆变器A相为例分析了其在4种不同工作模态下电流、电压的变化,建立了高频单元平均电路模型,通过理论分析,推导出了单周控制策略。利用Matlab/Simulink建立了仿真模型,验证了双频光伏并网逆变器能够大幅降低开关损耗,使并网电流的总谐波畸变率减小,提高了并网效率。

空间矢量PWM的比较分析

空间矢量PWM控制技术中两个零矢量的不同分配方案会产生多种PWM方式,并且会对逆变器的控制特性产生重要影响.文中以空间矢量控制理论为基础,结合PWM控制中的“伏-秒”平衡原理,提出了几种典型空间矢量PWM的实现方法并推导了其目标输出方程及波形.结合仿真分析了它们的开关特性、适用的负载类型以及输出谐波随调制指数的变化情况.经对比认为连续空间矢量PWM适合于低调制指数运行;单纯使用一个零矢量的不连续空间矢量PWM会降低逆变器使用寿命;两个零矢量交替使用的DSVPWM更适合于高调制指数及过调制运行.

五相逆变器的不连续空间矢量PWM控制

多相逆变器的PWM控制技术是船舶电力推进中的关键技术,其性能对推进系统的特性会产生重要的影响。本文在五相逆变器连续空间矢量PWM(CSVPWM)控制的基础上,通过对两个零矢量的合理使用,提出了一类新的五相逆变器不连续空间矢量PWM(DSVPWM)控制方法。该方法在一个开关周期内只采用一个零矢量,开关次数比CSVPWM少1/5,因而可以降低开关损耗,同时其输出目标线电压为正弦波,因此谐波性能优于最小开关损耗SVPWM控制方式。提出了几种典型的DSVPWM实现方法,结合仿真与实验分析了它们的基本工作特性、适用的负载类型以及谐波性能。

光伏渗透率对船舶光伏系统电能质量的影响

为了研究光伏渗透率对船舶并网光伏电力系统电能质量的影响,采用PSCAD/EMTDC软件平台参照远洋滚装船"中远腾飞"轮并网型光伏系统进行电力系统建模仿真研究,并设定8个不同等级光伏渗透率,对比分析光伏并网切入和离网切出工况对并网电力系统暂态的电能质量。光伏并网切入对电力系统电压和频率的扰动作用显著强于其离网切出过程,且随着光伏渗透率的提高呈增长趋势。研究结果表明:该研究工作对于深入探索光伏系统与船舶电力系统并联运行的临界条件、暂态和静态稳定性以及整个电力系统的可靠性具有重要的理论指导价值。

大型同步电机交交变频调速系统对电网的谐波影响分析

针对热连轧机组中同步电动机主传动的交-交变频调速系统,定量分析了同步电机负载经由交交变频器对变压器供电网侧产生的谐波影响.分别对不同的负载参数、变压器原副边电感量和变流装置的进线电抗器参数的情况进行了仿真分析.同时,对大型多组交交变频器移相组合式供电进行了数据移位方式仿真.并且对交-交变频器和交-直-交变频器所产生的谐波干扰进行了对比分析.仿真结果表明调节变压器原副边电感量再结合移相组合式供电的方法可以有效地降低大型同步机负载对供电网侧的谐波干扰,并使得总谐波率在各相中分布趋向均衡.

基于单周控制的三相桥式双频逆变器仿真研究

研究了基于双频的三相桥式逆变器拓扑结构,该拓扑由两个传统的三相桥式逆变器级联而成,其中一个工作在低频状态,另一个工作于高频状态,两单元功能相对分离。对高频单元采用单周控制,对低频单元采用电流滞环控制,利用Matlab/Simulink建立了仿真模型。仿真结果表明,该拓扑对降低开关损耗、电流总谐波畸变率、提高系统响应速度具有很好的作用。

低失真、高PSRR的D类音频功率放大器

设计了一种低失真、高电源抑制比的D类音频功率放大器.该功率放大器采用幅值为1 V,频率为300kHz且斜边失真小于0.1%的双边三角波作为载波的PWM调制方式,大大降低了D类音频功率放大器的总谐波失真度,并提高了系统的电源抑制比.仿真测试结果表明:在5 V的电源电压下驱动4Ω负载,可提供2 W的额定输出功率,且典型总谐波失真小于0.08%,在频率为217 Hz时电源抑制比可达到77 dB.在保证D类音频功率放大器高效率输出的同时,也保证了输出信号较小的失真度和较强的抗电源干扰能力.

几种国外谐波电压标准的分析

谐波电压国家标准GB/T14549-1993正在修订。介绍了IEC及美国、英国和俄罗斯等国谐波电压的相关标准,分析了其新老标准中对谐波电压限值的变化,从中得到的结论可供我国相应标准修订时参考。

国标GB/T14549—93的谐波电压限值执行情况分析

谐波电压水平是衡量供电质量的主要指标之一,多以GB/T 14549—93中的谐波电压限值作为评判依据。通过整理大量的现场实测数据,以总谐波畸变率为例,从3方面考察谐波电压限值的合理性。分析结果表明,我国各电压等级的谐波电压水平大体可控制在现行国标的限值之内,各重点行业的超标谐波源经治理后、谐波水平可降低到现行国标的限值之内并具有节能效益,尽管在一些地区电铁谐波水平较高,超出现行国标限值,但经过治理可降低到国标限值之内。

基于小波去噪的FFT农网谐波检测

谐波检测的准确性直接影响对电网谐波污染状况的评估以及抑制措施的实施,采用小波软阈值去噪对含噪的电力谐波信号进行降噪处理,再利用快速傅立叶变换对去噪后的信号进行分析,提取各次谐波含量和总谐波失真率。在Matlab环境下进行仿真检测,结果表明:小波去噪后检测的各次谐波含有率更加接近于原始信号谐波含有率水平,去噪方法提高了谐波信号检测的准确性,这种小波去噪与FFT结合的方法适合在谐波检测系统或装置中应用。

微电网并网逆变器M-DPC容错预测控制研究

考虑微电网并网逆变器对电网的适应能力,以及滤波电感参数比较敏感的特点,提出了一种多模型自适应容错预测控制的三相并网逆变器直接功率控制方法。通过先验知识和一些试验结果得到交流侧并网电感的变化范围,离线得到多个模型,根据多模型切换策略得到一个最优子模型;为了补偿建模过程中数据的丢失、误差、故障以及干扰等因素,在参数变化范围已知的情况下,采用在线学习的自适应控制方法得到自适应模型,和多模型集中最优的子模型进行比较,取跟踪误差最小的模型为预测模型,设计控制算法;最后,将该理论用在光伏发电系统三项并网逆变器的控制中,在相同的条件下,和直接功率控制(DPC)及单模型直接功率预测控制(S-DPPC)方法比较,该方法控制效果要好,通过对并网电流的频谱分析,所采用的方法电流总谐波畸变率(THD)要小,结果表明了所提出方法的有效性和其在可再生能源开发利用中的工程实用前景。