基于动态相量的并联逆变器并网系统超高次谐波零序环流特性分析

为研究共交直流侧母线的并联逆变器并网系统中超高次谐波零序环流特征分量及边带分量的特性,通过分析各逆变器的开关状态研究系统中零序环流的流通路径,并建立零序环流等效电路;利用动态相量法建立计及逆变器间载波相位差的超高次谐波零序环流分析模型;以该模型为基础,分析并联逆变器并网系统的超高次谐波零序环流特征分量特性和边带分量特性。最后,通过仿真验证了理论分析的正确性。

浅谈变电站保护测相量

对于变电站保护而言,电流互感器与保护装置间接线正确与否十分重要。主要讨论带负荷测相量的相关问题,重点讨论了保护测相量过程中的3个重要内容:TA变比的正确性、电流相序的正确性、TA极性的正确性。同时也讨论了现场实际测量过程中,可能引起保护保护测相量不正确的相关因素。

滤除衰减直流分量的动态同步相量测量算法

在动态条件下的故障电流不仅往往含有衰减直流分量,而且其基波分量的幅值与频率也可能是随时间而变化的。正是这2个因素影响了由传统傅里叶变换得到的相量测量的精度。拓展了原来的静态信号模型,使其能正确表示信号基波分量的时变性以及衰减直流分量,再利用基波滤波器和直流滤波器来分别对基波分量的时变性以及衰减直流分量进行估计,并对短时傅里叶变换相量测量结果进行修正来提高相量测量精度。分别应用理想信号以及PSCAD/EMTDC仿真信号来检验算法的性能,仿真结果表明,虽然需要增加有限的运算量,但与传统的算法相比,所提出的算法能消除或减弱故障电流的基波分量时变性以及衰减直流分量对同步相量测量的影响,并大大提高故障电流的相量测量精度。

孤岛运行微电网的同步定频电流控制原理与验证

现有的孤岛运行微电网的主从控制方法只适用于有大容量支撑电源的小型系统;对等控制方法存在产生功角与频率稳定问题,且不能很好地适应微电网运行条件。针对全逆变器微电网,提出逆变器利用卫星授时信号同步,产生相位相同、频率固定为工频的电流,采用I/U下垂控制实现有功与无功出力按照逆变器的容量比例进行分配;采用常规的无功补偿方法实现无功功率的就地补偿,降低逆变器的无功功率输出。通过数字仿真与物理试验,验证了所提方法的可行性与有效性。由于所有逆变器输出电流的频率与相位均相同,使得交流微电网的电压控制过程与直流微电网类似,避免了功角与频率稳定问题,控制方法简单、直接,功率分配合理。

基于同步测量信息的电网拓扑错误辨识方法

将相量测量单元(PMU)提供的同步测量信息引入到拓扑错误辨识中,提出了一种基于同步测量信息的拓扑错误辨识算法以提高电网拓扑分析的可靠性。该算法首先在对拓扑错误进行显性、隐性分类的基础上,构建错误辨识准则,然后结合图的矩阵运算,确定PMU所量测的开关量和模拟量之间的判别关系,最后根据判别结果,对各类拓扑错误进行有效辨识。仿真算例表明,该算法能够准确对单个拓扑错误、多个拓扑错误以及同时存在多个不良数据与多个拓扑错误的情况进行有效辨识,具有可靠性高、容错能力强等优点。

角形链式SVG零序环流推导及电流指令获取

在已知线电流负序分量的前提下,对角形链式静止无功发生器(SVG)零序环流进行了推导,进而提出基于瞬时功率理论的零序环流计算方法。针对角形链式SVG相电流指令信号获取难题,提出一种由零序环流与线电流指令叠加产生相电流指令的方法,所需零序环流和线电流指令根据瞬时功率理论分别计算获得。该方法可与现有的单相链式SVG控制策略结合,实现角形链式SVG综合补偿功能。在PSIM仿真环境下搭建了链式SVG仿真模型,仿真结果表明,采用所提相电流指令获取方法可实现角形链式SVG综合补偿功能,且在负载变化时具有较快的响应速度。

角形级联SVG不平衡补偿的控制策略

角形级联静止无功发生器(static var generator,SVG)能够对无功和负序电流进行综合补偿,是目前高压大容量应用场合最有效的电能质量解决方案之一。针对角形SVG在电压不平衡工况下的控制问题,分析了线电压与补偿器相电流在各相链节产生的不平衡有功功率;结合相量关系,推导了满足角形SVG线电压相量与相电流相量垂直约束关系的零序电流表达式。在此基础上,提出一种适用于不平衡工况下的角形级联SVG控制方法,能够改善补偿器动态响应性能,减小负序电压对补偿性能的影响。最后,仿真和实验验证了所提控制方法的正确性和有效性。

超高压长线相量差动保护的研究

针对超高压长线电容电流对差动保护的影响 ,使用 EMTP分析、比较了普通相量差动保护和故障分量相量差动保护的动作特性。仿真结果表明 ,对于两端供电超高压长线 ,带电容补偿的故障分量相量差动保护具有明显地高灵敏度和选择性 ;仿真结果还显示 ,在单侧电源和空投于故障线路情况下 。

利用基波电流相量变化率识别行波保护中雷击干扰

输电线路遭受非故障性雷击可能会造成行波保护误动。针对该问题,通过分析短路故障、故障性雷击及非故障性雷击产生的附加电流分量的特征,提出利用基波电流相量变化率快速识别雷击干扰的方法。线路发生短路故障或遭受故障性雷击,附加电流分量中的衰减直流分量和基波故障分量导致基波电流相量变化率迅速增大;线路遭受非故障性雷击,雷击后基波电流相量变化率较小。利用S变换确定雷击或故障的起始时刻,依据起始时刻之后基波电流相量变化率的大小识别雷击干扰。EMTDC仿真结果验证了所提方法的有效性和可靠性。

中性点不接地系统单相接地故障的定位方法

该文以不接地系统发生单相接地故障后的零序网络特征为基础,考虑到零序电流采集时受到的来自负荷电流的影响,提出一种新的基于零序电流相量的故障定位方法。文中定量地分析了架空线路中由电流互感器误差引起的负荷电流零序分量在二次侧输出不为零从而产生的零序不平衡电流,并推导出其数学表达式,应用在定位判据的提出和判据可信度的分析中。最后通过仿真算例,模拟出实际线路零序电流采集时受到的来自不平衡电流的影响,给出了基于零序电流相量故障定位方法在实验环境下的应用。

变压器励磁涌流的相移比较鉴别方法

为了满足现代变压器保护动作快速性的要求,针对变压器铁心饱和的过程中具有非线性特性,提出了一种利用相移比较的短数据窗算法。该方法利用前一段波形估计出的基波相量经移相后与后一段波形估计的相量相比较来判别故障和励磁涌流,并给出了具体的故障判别方案。动模试验表明:该方法原理简单、易于实现,能够迅速、可靠地切除各种情况下变压器的内部故障。

基于复值独立分量分析的配电网谐波状态估计

针对独立分量分析算法在谐波阻抗未知条件下无法准确估计谐波电流幅值的问题,提出基于复值独立分量分析法的相量比例系数计算方法,来估计谐波电流的幅值和相位。首先采用复值独立分量分析法估计谐波电流相量初始值;然后考虑到系统侧等效阻抗远小于负荷侧等效阻抗,忽略线性负荷对谐波电流的分流作用,推导出2种不同情况下相量比例系数的计算方法;最终确定谐波电流幅值和相位。利用IEEE 14节点配电网系统和某地区局域电网对该方法进行验证,并与现有独立分量分析法对比,结果表明该方法能在谐波阻抗未知条件下准确地估计出谐波电流幅值和相位。

基于基相量循环移位的基波相位和频率高精度快速检测方法

基于基相量循环移位性质,指出采样序列由DFT新算法得到的基波幅角就是信号基波初相角,从而较简捷地获得了所要检测的含谐波电参量的基波分量的初相角,提高了基波相位的跟踪能力。基于等角度间隔采样原理,提出以前述所获得的基波初相角为反馈,构成相位跟踪闭环控制,以自适应调整采样间隔,实现了对被测信号频率的自动跟踪,并达到了减少频谱泄漏,提高基波检测精度的目的。DFT新算法具有递推特性,减少了计算量,实时性较好。上述结果用于有源电力滤波器中,可以精确检测出谐波及无功电流。仿真结果表明,所提出方法的正确性和有效性。

瞬时无功功率理论坐标变换的推导及谐波电流检测原理分析

在矢量空间中建立了三维坐标系,对赤木泰文提出的瞬时无功功率理论所用的坐标变换进行了推导,通过空间坐标变换得出了2个等价的三维坐标系,并经过严格的数学推导得出了上述三维坐标系的变换因子,解决了瞬时无功功率理论的系数推导问题,直接得出了表示三相不对称系统的零序量。用旋转相量的理论解释了基于瞬时无功功率理论的瞬时空间矢量谐波电流检测法的基本原理,文中的分析对理解和改进该谐波电流检测法具有指导意义。

特高压母线故障暂态高频电流特征和母线保护应对措施

为计算复杂电力网络故障暂态分量的初始幅值、相位、频率和时间常数,开发了一套新的频域计算方法和研究工具。利用该工具系统分析了1000kV特高压母线故障暂态高频电容电流的特征和规律。分析结果表明高频电容电流的频率主要决定于系统参数和运行方式,幅值主要取决于故障初始电压相角和故障过渡电阻,时间常数主要取决于故障过渡电阻。在此基础上提出了谐波相量差动新原理。用相量法构造短窗滤波器从各支路故障电流中提取高频电流相量作为动作量,构成相量差动。与常规采样值差动相配合,可以将动作速度提高到半个周期。

基于零序PT二次侧注入信号的配电网电容电流测量新方法

在相量法的基础上,为了解决其测量系统对地电容范围小和频率组合选取困难的问题,改进了测量配电网电容电流的方法,并给出了新方法的频率选取和误差分析。改进后的方法提出在PT开口三角侧分别注入一个高频和一个低频的幅值恒定的电压信号,并测量开口三角侧的零序电流。根据等效电路,计算出配电网对地电容。理论分析和仿真试验表明:改进后的测量方法具有计算简便、测量精度高,同样适用于测量较大系统的对地电容等特点,使得中压配电网电容电流的测量更加准确、快捷。

基于同步相量测量的厂站内网络拓扑分析新方法

随着当前电力系统中同步相量测量单元(Phasor Measurement Unit,PMU)的广泛应用,使得借助于刷新频率高的PMU信息来提高电力系统网络拓扑分析快速性成为可能。在分析厂站内母线相连与否情况下的支路电流和母线电压的不同特征的基础上,提出基于同步相量测量的厂站内拓扑分析新方法。新方法综合运用PMU获取的开关状态和电流电压同步相量信息,根据进出线的电流相量是否满足基尔霍夫电流定律以及两母线的电压相量是否相等来实现厂站内母线的划分,从而避开了传统算法仅依靠搜索闭合开关来实现母线划分的不足。算例表明,新方法可以完成各种接线方式下的厂站内网络拓扑分析,具有良好的准确性和适用性,并具有一定的容错能力。

一种DSTATCOM补偿指令电流的实时检测方法

提出一种改进型瞬时对称分量法。该方法根据二维时域正交坐标系中旋转相量与其瞬时值的对应关系,采用两点采样法,只需连续两次采集三相相量共计6个瞬时值即可确定各序分量的瞬时值。仿真结果表明,该方法能够实时、精确地检测出三相不对称相量中各序分量的瞬时值。基于该方法,提出一种配电网同步补偿装置(DSTATCOM)补偿指令电流的检测方法。该方法避免了复杂的移相电路、锁相环电路以及正余弦函数表的发生器及其查表过程等,消除了由此带来的误差和故障。试验结果显示,该电流检测方法能够快速、准确地检测出与系统电压基波正序分量同步的基波正序有功电流分量,从而检测出DSTATCOM装置补偿所需包含的谐波、负序以及无功分量的指令电流。

主变带负荷相量测试软件的编制

针对目前电力行业在主变带负荷相量测试普遍采用手工绘制相量图,存在着绘图效率低、准确性差、作图不规范等缺点,提出了一种利用Visual C++语言编制可视化界面相量测试软件的新方法。具体阐述了该方法的实施步骤,包括模态对话框建立、测试方式选择界面、原始测试数据输入界面、相量图绘制界面,主变三相差动电流计算。该方法能够快速绘制出相量图、准确计算出主变差动保护差动电流,并实现了原始测试数据的保存及测试报告单的打印功能,满足主变相量测试工作需要。

基于相量集合的站域差动保护研究

针对智能变电站发展现状,分析了站域信息共享情况下,采样信息失步对差动保护的影响。在此基础上提出了基于相量集合的站域差动保护算法。该算法采用各支路的电流同步相量参引进行差动保护逻辑计算,依此计算出差动电流和制动电流,解决了由于采样信息失步导致的保护误动或拒动。最后,仿真结果表明,基于相量集合的差动保护算法在SV一定程度的失步情况下,差动保护的灵敏性和可靠性不受影响,能够保证站域差动保护可靠实施。因此,可以在新一代智能变电站站域保护装置上加以采用。