复杂电网谐波分析与谐波电能计量系统设计与开发

近年来,关于谐波问题的研究已受到高度关注,其中谐波检测方法和监测设备作为研究分析谐波问题的出发点和主要依据,已成为谐波研究中的一个重要方向。用户谐波通常是时变的,甚至谐波的源漏性质也是时变的,对实际系统谐波含量与方向的监测分析有助于提高配电网的运行可靠性。文中从谐波溯源目的出发,提出了一种基于谐波功率的谐波源荷辨识方法,开发了一套谐波监测辨识系统,对电网谐波监测数据进行分析处理,并验证了文中所提方法的可行性与正确性。示范应用工程的实际运行结果表明,本监测系统运行可靠、谐波辨识灵敏、数据处理合理有效。

用于电网谐波溯源的谐波功率快速检测方法

电力用户的谐波功率检测是配电网谐波溯源和谐波污染评价的基础。本文从电力用户与电网公共连接点的电压和电流取样入手,分析了谐波功率的定义及其检测计算方法,提出一种基于瞬时功率理论的谐波功率快速检测计算方法。对三相电压和电流在谐波频率下进行d-q坐标变换并提取出d-q轴的直流分量,按照瞬时功率理论可计算得到各次谐波的有功功率和无功功率的幅值及流向,根据功率流向可实现电网谐波溯源。建立了典型应用系统的仿真模型,仿真结果验证了谐波功率快速检测算法的正确可行性。

低压配电网运行状态评估

低压配电网是输配电网系统把电源传送给负荷的关键环节,且直接和负荷相连,其运行状态将直接影响电网的运行效率。因此,重点介绍低压配电网评估体系中的六大指标参数,并总结与归纳低压配电网运行状态评估方法的应用情况及优点,提出了组合赋权的方法。

燃料电池集成供电系统的能量管理策略

针对燃料电池挂网运行时动态响应慢、输出电压随功率增大而快速下降、冷启动困难等缺点,提出一种基于燃料电池功率软特性的能量管理策略,有效解决了燃料电池功率特性软的问题,实现了系统功率的合理优化分配。建立了燃料电池集成供电系统的试验平台,试验结果验证了能量管理策略的有效性。

基于瞬态结温估计的逆变电源动态电流控制

针对逆变电源带电机类负载时电机启动冲击电流引发逆变电源限流保护的问题,研究一种逆变电源动态限流控制策略,按照开关器件结温进行过流保护。提出一种基于结温预估的动态电流控制策略,可充分利用器件选型时的裕量以及逆变电源在轻载状况下剩余的温升空间。建立了逆变电源的电热仿真模型,仿真验证了该限流控制方法的可行性。

谐振变换器开关死区引起的直流变压器的功率损失

随着直流微电网和直流配电网的兴起,作为直流电压隔离变换的直流变压器备受关注。具有恒变压比的直流变压器通常采用高频谐振变换器和50%占空比控制,具有高效简洁的特点。本文分析了考虑开关死区情况下直流变压器的典型工作模态,推导建立了传输功率与开关死区时间的数学表达式,得到了死区将会降低直流变压器的传输功率的结论。建立了一种CLLC型谐振变换器拓扑的直流变压器的仿真模型和实验平台,结果验证了上述结论的正确性。

源荷友好接口的负荷侧电压质量控制策略

交流弱电网在供电给不平衡非线性负荷时,源荷电能质量往往难以兼容。本文提出一种源荷友好接口电路,利用背靠背变流器中间直流环节的隔离功能,实现了电源与负荷在电能质量方面的互不影响与相互兼容。理论分析指出,在负荷侧逆变端口采用多比例谐振控制策略可以显著降低端口输出阻抗,进而有效抑制负荷不平衡电流和谐波电流对端口电压质量的影响。结合端口电压控制系统的根轨迹和频率特性,优化设计了比例谐振控制器的参数,建立了实时仿真实验系统,实验结果验证了控制策略与参数设计的合理性。

面向高波峰因数负荷电流的APF模型预测控制方法研究

二极管整流器的网侧电流呈现高波峰因数的特点,采用传统控制策略的有源滤波器(APF)的谐波补偿效果往往不佳。对此,采用模型预测控制(MPC)来补偿高波峰因数负荷谐波,并提出一种改进的双矢量定频MPC方法,提高了APF的稳态跟踪性能。搭建了相应的试验平台,试验结果验证了改进控制方法的优越性。