基于改进NSGA-3和不平衡潮流的配电网相序优化

低压配电网存在大量单相负荷,三相负荷不平衡会造成台区线路损耗增加,危害电网运行安全。提出一种基于历史数据的用户相序优化方法。使用台区用户的历史电压、电流数据构建台区不平衡潮流模型。针对台区一天内的运行状况建立用户节点电压平均不平衡度最小、台区线路损耗最小和换相次数最小的目标函数。提出含有正态分布交叉算子(normal distribution crossover, NDX)的改进非支配遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-3,NSGA-3),对用户节点的相序进行优化,以获得较好的种群分布并减少优化时间。然后从解集中选择最符合条件的一组解作为换相策略。最后以安徽省某配电台区实际用户数据为例,验证了所提方法可以有效地降低三相电压不平衡度,减小线路损耗。

基于深度学习的配电网三相不平衡负载自动控制方法

常规的配电网三相不平衡负载控制,更多采用负载监测进行控制,导致控制结果的网损降低量较小。为此,提出了基于深度学习的配电网三相不平衡负载自动控制方法。分析配电网三相拓扑结构的电流补偿能力,并计算三相不平衡度及负载率,根据计算结果判定配电网的三相状态,采用深度学习预测三相状态,并根据期望回报计算负载控制的补偿值,实现自动控制。结果表明,应用该方法后得出的控制结果表现出的网损降低量较高,均值为0.376 kW,控制效果较优,满足配电网的现实运行需求。

不平衡输入3-1矩阵变换器输入电流谐波抑制研究与实现

针对输入电压不平衡条件下三相-单相矩阵变换器的双空间矢量控制策略进行了研究。为补偿三相-单相矩阵变换器输出的脉动功率,推导了采用单电感进行功率解耦的调制函数,在分析不平衡输入电压下三相-单相矩阵变换器的输入电流谐波的基础上,推导了将输入电压正序分量作为输入电流参考矢量下输入电流解析式,对比分析了与传统控制方式之间电流谐波的优化关系,提出正序电压作为输入电流参考矢量并采用动态调制比进行输出相与解耦相调制的控制策略,构建了实现该控制策略的系统模型并进行了系统仿真验证。在此基础上搭建了实验样机,仿真及样机实验结果表明该控制策略在维持输出电压稳定性的同时显著降低了输入电流谐波含量,验证了理论分析的正确性和所提出的控制策略的可行性。

基于VSS-CDFE的三相非平衡电力系统频率无偏估计

为了实现含噪三相非平衡电力系统高精度频率无偏估计,引入了复数域直接频率估计(CDFE)算法,分析其原理并对其进行了改进。CDFE算法基于正弦信号的线性预测,求取误差函数的瞬时平方值关于频率的偏导数,并以该值作为频率估计的更新值。在此基础上,进一步提出变步长CDFE(VSS-CDFE)算法,根据最速下降法则动态更新步长因子来代替CDFE算法的固定步长。仿真分析及实验结果表明,在噪声干扰下,VSS-CDFE算法可以准确地对基于复数建模的三相非平衡电力系统进行频率追踪,其估计均方误差和理论值相吻合。相比CDFE算法,VSS-CDFE算法在相同的收敛速度下,估计均方误差更小,在相同的估计均方误差下,收敛速度更快。

基于MMC-UPFC对称分量控制的输电线路三相不平衡治理

该文采用基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC),提出一种通过在线路中串联负序电压来治理输电线路三相不平衡的通用控制策略,建立MMCUPFC在正、负序同步旋转坐标系下的双环控制器,分析不同变压器接线方式对于零序分量的抑制效果,并设计相应的环流抑制控制器。定量分析MMC-UPFC在常规运行方式和三相不平衡治理时的潮流运行范围,给出其运行范围准确的数学解析式,并采用逐点扫描法进行验证。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建MMC-UPFC及相关控制系统模型,进行不同情况下三相不平衡治理的仿真。仿真结果表明:所提出的控制方法具有良好的控制通用性和鲁棒性,能够有效地治理多种原因造成的线路三相不平衡。

基于电压-光伏有功灵敏度的不平衡配电网均压控制策略

针对由光伏功率下降引起的不平衡配电网电压不平衡问题,本文提出一种基于电压-光伏有功灵敏度的不平衡配电网均压控制策略。文中首先对不平衡配电网电压不平衡现象进行分析,然后提出电压-光伏有功灵敏度概念,并分析不同初始相负载水平和线路配置对该灵敏度的影响。基于此,提出不平衡配电网均压策略。所提均压策略的关键在于分析不同相的电压-光伏有功灵敏度,将负载配置到灵敏度更低的相以获得更好的电压均衡效果。最后,在IEEE 123母线系统上验证所提均压策略的有效性。结果表明所提均压策略能够显著提高不平衡网络的电压平衡水平。

有源电力滤波器谐波检测的新型SRF-PLL设计研究

针对有源电力滤波器中基于同步坐标系的锁相环(synchronous reference frame PLL,SRF-PLL)在三相电网电压不平衡且有畸变时,负序基频分量和高频谐波电流对SRF-PLL的影响。文章采用在基于同步坐标系的锁相环中加入自适应陷波器(adaptive notch filter,ANF)和自适应滤波器(adaptive filter)的技术。利用自适应陷波器的两个相互正交的输出量抵消同频负序分量导致的2倍工频波动,并采用自适应滤波器的最小均方算法(Least Mean Square,LMS)滤除高频谐波分量,从而准确的提取基波电压的幅值与相位。文章以单独加入自适应滤波器或自适应陷波器作比较,通过仿真分析验证文中方法能更加准确的提取电网电压频率,正余弦函数曲线更加平滑,具有良好的动态性能和稳定性。

不平衡电网下变流器多机系统的稳定性分析

基于不平衡电网条件下的并网交互系统,研究了电压源型变流器(VSC)的稳定性问题。首先提出了不平衡电网下带双二阶广义积分器锁相环(DSOGI-PLL)的变流器导纳模型。分析总结了带不同类型锁相环的VSC系统导纳特性。基于导纳模型研究了配置不同类型锁相环的多VSC系统稳定性问题,指出了多VSC系统稳定性的改善方向。进一步提出,带DSOGI-PLL变流器的并入可以在增加并网系统输出功率的同时有效改善变流器的稳定裕度。同时,研究了公共耦合点处负序电压改变时VSC与电网阻抗的交互机理。最后,对理论分析进行了实验验证。

三相电压不平衡下MMMC双侧Lyapunov控制策略

模块化多电平矩阵变换器(MMMC)应用于新能源海上风电直接AC/AC变换时,由于新能源发电的随机性及本身的非线性特性,在三相电压不平衡下MMMC输入、输出双侧电流常用的PID控制策略难以达到理想的控制效果,基于Lyapunov函数控制方法的控制器数量、控制复杂程度和控制效果都优于PID控制,提出了三相电压不平衡下MMMC的输入、输出双侧采用Lyapunov控制策略。根据MMMC的数学拓扑结构建立三相电压不平衡下MMMC双侧Lyapunov的数学模型,证明了其具有全局渐进稳定性,讨论了控制不精确以及参数选择问题。最后通过仿真平台对提出的Lyapunov控制策略与PID控制策略进行仿真比较,验证了所提控制方法的正确性与优越性。所提Lyapunov控制方法相较于PID控制稳定速度更快,总谐波畸变量(THD)更低,且具有强鲁棒性,对参数的变化不敏感。

三相变频空调电网不平衡容错控制技术研究

当三相电网不平衡时,三相电网供电的变频空调容易因网侧电流突变而触发过流保护停机。为了增强三相变频空调在电网不平衡下的容错运行能力,文章探明了三相电网不平衡下的可控裕量与输入输出电压调制比、电网电压不平衡度之间的关系,并提出了不可控区域的退化Boost控制。实验结果表明,采用该控制方案的三相变频空调即便在电网缺一相时仍能输出较高的功率。

三相逆变器不平衡抑制研究

三相逆变器的一个重要性能是输出电压的对称性,输出电压不对称主要由不平衡负载引起,文中基于对称分量法和叠加原理分析了输出基波电压对称性畸变机理,指出了输出电压正、负、零序分量不同的补偿特性,表明输出电压对称性控制不仅与控制器性能有关,还取决于逆变器电路结构的固有特性,并提出了改善逆变器输出对称性的方法。仿真和基于DSP控制的35kW逆变器样机实验均验证了理论分析结论。

低压配电网三相不平衡运行的影响及治理措施

我国低压配电系统大都采用三相四线制Y/Yno(Y/Y)接线方式,由于单相负载的不均衡性等原因,造成配电变压器处于三相不平衡运行状态.从电能质量的角度分析不平衡运行所造成的三相电压不平衡及其危害,详细分析和推导三相不平衡所带来的配变损耗和线路损耗,并针对低压配网的三相不平衡问题提出了管理和技术上的治理措施.

含分布式电源的三相不平衡配电网潮流计算

根据配电网三相不平衡的实际情况,为准确计算各种分布式电源(distributed generation,DG)并入配电网后的潮流问题,文章基于前推回代法,提出了可处理PV和PQ节点模型DG的三相不平衡潮流算法。按照配电网拓扑结构,利用支路分层技术,加快了潮流计算速度。在处理PV节点模型DG时,将电压正序分量幅值作为电压调节参数,计算电压正序分量幅值和额定电压幅值差,得到PV节点的无功补偿量,将DG由PV节点运行模型转换为PQ节点运行模型。IEEE34节点系统算例结果验证了该算法的正确性。最后,通过分析DG对电压的调节和无功补偿能力,研究了不同类型DG对配电网电压的影响。

基于负荷功率的三相不平衡度的计算方法

三相不平衡度的估算是贯彻国家标准、提高电能质量的基础,故提出一种三相三线配电系统中由不对称负荷引起的三相不平衡度的实用计算方法。在引入了三相不对称负荷的序容量的概念之后,负荷电流不平衡度等于负荷负序容量与正序容量之比,由该不对称负荷在某公共连接点引起的三相电压不平衡度等于负荷负序容量与系统短路容量之比;建立了三相不对称负荷的序容量与负荷相间功率之间的函数关系,简化了三相不平衡度的计算过程。算例表明该方法简便易用。该方法适合于工业配电网在设计规划阶段对三相不平衡度的估算。

三相逆变器输出电压不平衡的产生机理分析及其矫正

利用大信号平均模型对称分量分析方法对三相逆变器产生三相输出电压不平衡的机理进行系统的分析,得到了直观而清晰的结论,为对三相逆变器进行不平衡矫正提供了理论基础;在此基础上,提出相应的矫正方法。该文在三相输出电压不平衡产生机理的理论分析基础上,提出一种简单可行的三相四桥臂逆变器控制方法,从而保证逆变器在带不平衡负载时仍能维持三相平衡的输出电压。文章最后给出仿真和实验结果,验证了理论分析和所提出的控制方法的正确性。

基于序分量的弱环配电网三相解耦潮流算法

为实现智能配电网对弱环三相潮流的高效计算要求,提出了一种基于序分量的弱环配电网三相解耦潮流算法,该算法采用序分量法进行配电网三相潮流建模,实现三序解耦;利用配电网三序解耦的特点,以及不对称线路的三序解耦–补偿模型,在序网络模型中基于道路的回路分析法提出一种改进的弱环配电网三序潮流计算方法。该算法充分结合了序分量计算的高效性和道路回路分析法处理弱环网的优势,提高了计算效率和计算速度,具有很好的收敛性和较强的环网处理能力,并且随着环路的闭合,该算法的迭代次数还会减少。通过测试算例验证了该算法的正确性和有效性,以及收敛性好、计算速度快和处理环网能力强的特点。

用模糊集合理论识别电力系统振荡中的短路的研究

本文通过对电力系统振荡和短路所呈现出的不同特征的分析，从故障特征入手，利用模糊集合理论来识别振荡过程中发生的短路。对于振荡中的三相短路的识别，本文提出一种基于振荡中心电压的波形跟踪识别方法：对于振荡中的不对称故障的识别，本文选取模变换中的Ｃｌａｒｋ变换作为数学工具，与对称分量变换相结合，构造了Ｉα／Ｉβ判据、Ｉα－Ｉβ与序分量组合判据。文章给出了相应的模糊数学模型，并经大量的仿真试验，获得良好的仿真效果。

山东电网部分500kV线路不平衡电流偏大的原因分析及改善措施

针对山东电网部分500 kV线路的局部电流不平衡现象,通过仿真模拟了系统运行中的大(上午10:00)、小(凌晨3:00)潮流方式下的电流不平衡现象,并与电网运行中实测积累的大量不平衡电流数据进行比较,找出500 kV系统局部产生不平衡电流的原因是线路参数不平衡,即淄川-益都-潍坊同塔双回线路全线不换位及多条不平衡线路构成的2个环网,使个别线路在一定条件下产生了严重的不平衡电流。为改善该不平衡现象,对22种同塔双回线路的导线排列方式进行模拟计算分析,得出优化的导线排列组合方式。模拟计算结果表明,通过在变电站出线处合理调整同塔双回线路的导线排列方式,可有效改善山东500kV系统的局部电流不平衡现象。

离网型小型风力发电系统逆变器的控制

离网型小型风力发电系统中负载特性对逆变器提出了特殊的要求。文中采用三相四桥臂逆变器拓扑结构,在对称分量法的基础上建立了逆变器的控制模型,并推导了在双同步旋转d-q坐标系下的表达式。构建了基于前馈解耦的多环控制系统,实现了对正序、负序和零序分量的独立控制。实验结果证明该方案对不平衡负载有较强的抑制作用,能够为负载提供优质电能。

基于瞬时无功功率理论的磁控电抗器控制方法

传统的基于投切电容器组的无功补偿方法容易过补偿或欠补偿,且受投切次数的限制。提出了一种基于瞬时无功功率理论的磁控电抗器控制方法,用来解决传统无功补偿方法的不足。应用瞬时无功功率理论,通过坐标变换,实现了磁控电抗器无功电流的实时检测。在此基础上,研究了基于磁控电抗器的智能无功补偿装置的基本控制策略、系统不平衡时的控制策略以及磁控电抗器的快速响应方法。实验结果表明,该方法有效地实现了磁控电抗器的实时控制。