基于一种新型正弦幅值积分器的谐波检测方法

针对基于瞬时无功理论的ip-iq谐波检测法结构复杂、响应速度慢等问题,提出了一种采用改进正弦幅值积分器结构的谐波电流检测方法。首先,利用二阶广义积分器的输出滤波特性及正弦幅值积分器的极性选择特性,使其相结合构造出了一种滤波性能更强,同时具有频率及极性选择作用的新型积分器。然后,利用该积分器快速准确地提取基波正序分量,并有效应用于谐波检测环节中。当电网电压存在直流偏置问题时,该积分器所构造的锁相环也能准确锁定电网频率及相位信息。最后,理论分析及仿真实验结果表明:该方法无需进行瞬时对称分量分离,就可提取出电网电压及负载电流基波的正负序分量,计算量小,谐波检测更精确。

一种新型级联CDSOGI-PLL的电网电压同步信号检测技术

基于双二阶广义积分器的锁相环DSOGI-PLL在电网电压含有大量低次谐波时,其滤波效果不理想,锁相环提取的同步信号频率出现波动。在DSOGI-PLL的基础上,提出一种新型的级联锁相环结构CDSOGI-PLL(cascade second-order generalized integrator PLL)。该结构利用级联的SOGI模块同时削弱电网电压中的各次谐波和间谐波,从而减少谐波对锁相环的影响,准确地提取电网电压同步信号。Matlab仿真和实验结果均表明,文中提出的新型CDSOGI-PLL在电网电压不对称和含有大量低次谐波时能有效、准确地提取基波的正序分量、频率和相位。

一种基于相电流基波幅值的单相接地故障研判与定位方法研究

针对10 kV供电系统单相接地故障电流小且故障电流变化不明显,导致单相接地故障判别准确率不高,且缺乏故障隔离,恢复未故障区域供电自愈手段等问题,提出了利用线路上相电流基波幅值的方差值与阈值的大小关系作为判据,在零序电压、电流信号缺失且配电网发生金属性接地故障时,实现了可就地判断故障点位置,同时对线路多个位置配电网自动化终端设备的分析结果进行综合比对,就地完成单位接地故障选线,并能自动隔离线路故障区域,解决线路单相接地故障区域定位问题。仿真结果表明了该方法的正确性和优越性。

基于改进自适应滤波器的电网同步技术

电网同步是风力发电系统实现故障穿越的必备功能,为了实现快速准确的电网同步,提出了一种基于改进自适应滤波器的电网同步方法。通过数学方程表达式揭示了改进自适应滤波器的原理,利用对称分量法计算电网电压的正序分量和负序分量,对频率自适应环节进行了分析和设计。基于Matlab/Simulink仿真,对传统二阶广义积分器方法和该方法进行了对比研究,结果表明:和传统方法相比,该文提出方法的正负分量序误差幅度<0.1%,频率误差<0.08 Hz,验证了该方法的有效性。所提方法可以解决实际应用中电网电压不平衡、谐波和直流偏置情况下电网同步误差的问题,

基于二阶广义积分器的基波正负序分量检测方法

提出了一种检测基波正负序分量的新方法。首先通过瞬时对称分量法及坐标系变换理论分析了在αβ坐标系下通过90°移相算子实现正负序分量检测的原理;然后构造了基于二阶广义积分器的移相系统。理论分析及仿真结果表明,该移相系统在特定频率下具有90°移相特性,同时表现出滤波作用。采用双线性变换法实现移相系统的离散化,并提出了基于所构造移相系统实现基波正负序分量检测的方法,该方法省去了锁相环和低通滤波环节。利用Matlab/Simulink进行仿真验证,仿真结果证明了所提方法的正确性和有效性。

多级延时消去滤波电压频率实时检测方法

实时检测电网电压频率是电力系统控制与保护的前提,然而在非理想三相电网电压情况下,频率检测存在速度慢、精度低等问题。为此,提出一种多级延时消去滤波数字信号处理技术,在两相αβ静止坐标系下,分离出正交、平衡的基波正序电压成分。进而将两相电压信号进行幅值归一化,结合微分与开方运算,实时检测各种电能质量情况下三相电压的频率信息。详细比较了多级延时消去滤波的衰减特性及动态响应时间,数值仿真与基于数字信号处理器的实验测试结果验证了所提方法的正确性和可行性。该方法适应性强、运算量少、响应速度基本固定,最大稳态检测误差不超过0.05 Hz,适合嵌入式平台实现。

采用同向正序基频分量的双回线故障测距原理

提出一种采用同向正序基频分量的双回线故障定位新原理。该方法基于线路分布参数模型定义了一个双回线定位函数,当参考点在故障点前后变化时,定位函数相位会唯一发生一次阶跃,因此相位阶跃点所对应的位置即为故障发生点。采用分布参数模型使得该方法克服了分布电容的影响;该方法利用定位函数相位阶跃特性进行定位,克服了故障电阻的影响,因此适用于非线性电阻故障且具有良好的快速性;采用同向正序基频分量进行定位,适用于各种双回线故障类型和整个故障期间的定位。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了该方法的正确性。

两种基波正序分量检测方法的分析与比较

分析了应用于同步坐标系锁相环的两种静止坐标系下的基波正序分量检测方法,即选频带通滤波器和基于双二阶广义积分器的正序计算器。从新的角度对选频带通滤波器的原理进行推导,揭示了这种方法与低通滤波环节采用一阶低通滤波器的d-q法的等价性。比较了选频带通滤波器和正序计算器在不同电网条件下的性能。理论分析和仿真结果表明,在相同的系统参数条件下,选频带通滤波器和正序计算器除了对基波负序分量的衰减作用差异较大外,两者的性能非常接近。

基于正弦幅值积分器的全电流谐波检测方法

基于瞬时无功功率理论的i_p-i_q谐波检测法,环节繁多且结构复杂,同时低通滤波器(low pass filter,LPF)的存在又影响了谐波检测的快速性。为了准确且快速检测出电网谐波电流,实现对电网的补偿,该文提出一种基于正弦幅值积分器(sinusoidal amplitude integrator,SAI)的全电流谐波检测法,该方法在i_p-i_q谐波检测法的基础上省去负载电流有功分量和无功分量的计算环节,利用SAI的正序基波提取结构替换原来检测法中的LPF,提取出正序基波电流经过运算得到谐波指令电流,从而对电网进行补偿。在平衡电网下对所提方法进行仿真与实验,验证了该方法的可行性和有效性。

不平衡、非线性负载电网的可控串联电压优化补偿策略研究

针对串联型电压调节装置(SVR)保护不平衡、非线性敏感负载免受电网电压扰动时,储能装置需要输出有功功率,导致装置成本过高的问题。论文基于补偿电压与负载电流正交的原理,提出用正序基波提取器提取出正序基波分量,在同步参考坐标系下,以负载电流为参考,利用坐标变换计算出参考补偿电压。由于补偿装置输出的电压正交于负载电流,因此储能装置为直流电容器的补偿装置运行时不需要任何有功功率。在Matlab/simulink中建模,用电压滞环控制器控制逆变器输出需要的电压,调节负载电压,验证提出的补偿策略的有效性。

基于正序基波提取器的无功、谐波和负序电流检测方法

有源滤波器能否按其工作原理实现预期的谐波抑制效果,在很大程度上还有赖于对电网中无功、谐波和负序电流快速而准确的检测。通过对幅值积分信号所具有的选频特性进行分析,研究了一种正序基波提取器,在此基础上提出了一种新型的无功、谐波和负序电流检测方法。基于正序基波提取器的检测方法既不需要锁相环、低通滤波器,也不需要将α-β坐标系变换到d-q坐标系及其反变换的计算。仿真与实验结果均证明采用该检测方法的有源滤波器具有良好的补偿性能。

基于改进型二阶广义积分器的同步信号检测

为了满足三相电压在不对称、直流分量及谐波畸变等情况下并网变换器的控制需求,需要准确地检测出电压信号的正序分量、幅值和基波频率。基于双二阶广义积分器锁频环的方法可实现电压在不对称和畸变下同步信号的提取。但当电压信号含有直流分量和多次谐波时,基本的SOGI结构滤波效果不理想,追踪的波形波动比较大,并降低了追踪速度。文中介绍一种改进的SOGI结构,该结构在SOGI的基础上增加求差节点和自适应滤波器,并保留SOGI-FLL的优势。电压的幅值和基波频率能准确快速被检测出来,很好的减小频率跳变后的波动、滤除谐波和消除直流分量。MATLAB仿真结果表明,其改进方法在电压信号不对称、直流分量及多次谐波存在条件下准确地检测出正序分量和基波频率。

有源电力滤波器降低容量控制策略研究

对有源电力滤波器(APF)能量流进行分析,得出决定APF容量的基本要素。针对复杂电源环境下APF的补偿目标,提出一种基于电源电流基波正弦化的降低容量控制策略,获取负载电流中的基波有功功率及基波无功功率,并获得补偿参考电流。为实现控制策略,提出适用于电源电压畸变情况下的三相电压基波正序检测的改进方法,减小APF变流电路总电流和自身损耗,提高了APF的效率。仿真和实验结果验证了该控制策略的正确性和有效性,对并联型APF的小型化及电力系统滤波改造具有实用的参考价值。

基于双二阶广义积分器锁频环的基波正序分量检测方法

针对电网电压三相不平衡问题,设计了双二阶广义积分器锁频环(DSOGI-FLL),利用DSOGI-FLL的角频率反馈代替双二阶广义积分器锁相环(DSOGI-PLL)的频率反馈,实现了对输入电压频率的自适应控制.在Matlab/Simulink平台对电压不对称跌落、谐波污染、相位突变、频率突变4种情况进行仿真,并与DSOGI-PLL进行性能对比,结果表明,DSOGI-FLL比DSOGI-PLL有更好的频率与相位追踪特性,尤其在相位突变和频率突变时效果更为明显.

基于数学形态学的正序基波谐波检测方法

在非线性负荷特性及电力系统电压突变情况下,提出一种新的谐波检测方法,即基于数学形态学的正序基波谐波检测方法。该方法在数学形态学基础上,通过选取合理的扁平结构元素的结构及长度,运用形态学的膨胀和腐蚀运算对电力系统的谐波进行运算处理。在电力系统信号存在高斯噪声干扰条件下,该方法能快速、准确地检测出电力系统中的谐波频域分量和较好地滤除电力系统信号中的高斯噪声,有较好的谐波检测效果。在Matlab/simulink仿真平台上,通过实例验证了该方法是有效的。

正序基波提取器在光伏并网功率调节系统中的应用

光伏并网功率调节系统实现光伏并网与有源滤波的统一控制,关键是谐波、无功电流的准确检测和并网指令电流的形成。考虑实际电网电压有畸变或频率偏差,为获得准确谐波、无功电流和同步正弦,利用幅值积分及其频率选择特性构成正序基波提取器,深入分析正序基波提取器中K参数设计方法,推导出K值的计算表达式,合理取K值,可准确提取正序基波,无需锁相环可得到同步正、余弦信号。分析了谐波、无功及不对称分量之和的检测方法和并网指令电流的合成方式,实现光伏有功注入与谐波抑制、无功补偿功能。最后进行Matlab/Simulink仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性。针对K参数对正序基波提取的影响,完成了其小功率实验,实验结果进一步证明该方法的正确性。

基于MMC拓扑的有源滤波器控制策略研究

为提高大容量有源滤波器(APF)的耐压水平和等效开关频率,提出了一种基于模块化多电平(MMC)的有源滤波器控制方法。该控制方法对APF输出的基波电流采用间接电流方式实现有功和无功的解耦控制,采用基于正序基波提取器的预测谐波电流控制实现对谐波电流的补偿,然后将间接电流方式和预测谐波电流控制方式产生的电压信号作为有APF输出电压的参考值。同时,为克服传统载波相移脉宽调制方式均压控制环节PI控制器繁多的缺点,对载波相移脉宽调制方式做了改进,采用载波相移脉宽调制和电容电压排序均压控制相结合的调制方式。通过Matlab/Simulink对其进行了仿真验证,该控制方法是正确可行的。

电网不对称故障下双馈风力发电系统电压的检测

基于双矢量dq同步旋转变换,将基波电压正负序分量进行解耦,电网电压进行双αβ和双矢量dq同步旋转变换,旋转变换后得到的分量进行滞后T/4(T为电压周期)调压控制,实现基波电压正序分量快速检测.仿真结果表明,所提出的电压检测方法可实现在电网不对称故障下能快速检测出电压跌落时刻和幅值,基波电压正序分量输出平滑,验证了所提出电压检测方法的有效性.

电网畸变下基于改进DSSOGI-FLL同步信号提取方法

为了满足在不对称、直流分量及谐波畸变等情况下同步信号的提取需求,三相电压需要准确地提取出电压信号的正负序分量、幅值和基波频率。基于 DSOGI-FLL的方法可实现电压在不对称和畸变下同步信号的提取。但当电压跌落深大大、直流分量和多次谐波影响下, DSOGI-FLL方法无法实现同步信号的准确提取,使其追踪的波形波动比较大,并降低了追踪速度。文章对 SOGI结构进行改进,使其在 SOGI的基础上增加求差节点和自适应滤波器,提出了基于改进DSSOGI-FLL的同步信号提取方法,该方法在电压跌落深度大、直流分量和多次谐波影响下能够准确、快速提取出正负序分量、相位和频率等信息。仿真分析验证了改进方法的准确性和有效性。

基于模糊PI控制的双同步解耦坐标系三相不平衡锁相环设计

针对传统锁相环在电网电压不平衡时对正序基波分量的幅值和相位不能快速实时检测等问题,提出了一种基于模糊PI控制的双同步解耦坐标系三相不平衡锁相环。该控制系统通过在线调整PI参数能更精确迅速地将电网电压正序基波分量分离,从而实现基波分量相位的快速实时检测。仿真结果表明,与传统单同步和双同步锁相环相比,基于模糊PI控制的双同步解耦坐标系锁相环在电网电压不平衡和发生畸变时能更准确、迅速地检测正序基波分量的幅值和相位。