计及Scott牵引变压器的短路计算方法研究

根据Scott接线牵引变压器原、副边电压电流关系,采用相序变换技术,推导出用于故障计算的Scott接线牵引变压器序网通用模型.在Scott接线牵引变压器侧发生不同的短路故障时,应用通用模型计算各序电流分量,进而导出三相系统中的各相电流.最后应用相分量法验证该方法的实用性和准确性.为基于对称分量法计及Scott接线牵引变压器短路计算的计算机算法提供理论依据.     

基于对称分量坐标的配电网谐波潮流计算模型

在对称分量解耦-补偿理论基础上对各种电力元件建立了谐波潮流计算时的模型,提出了基波-谐波部分解耦的潮流算法;建立了变压器三序模型,可以处理变压器的大多数联接形式;不但建立了三相不对称线路在对称分量坐标下的解耦-补偿模型,而且对三相不对称负荷在谐波潮流计算时的处理做了深入的研究,建立了实际可行的模型.该模型的建立为配电网谐波潮流部分解耦算法的实现奠定了基础.与性能良好的PQ解耦法结合,形成了实用的电力系统三相谐波潮流计算程序.     

电网不对称故障下永磁同步风电机组低电压过渡的研究

电网导则要求并网风电机组在电网电压一定的跌落范围内不脱网运行。为了满足这一要求,建立了永磁同步发电机组网侧变流器的数学模型,分析了电网不对称故障时风电机组直流侧电压的波动机理,采用瞬时对称分量法求得网侧三相电压的正序和负序分量,在解耦控制中分别控制正序和负序分量。仿真结果表明,改进后的控制策略保持了逆变器三相电流对称,消除了直流侧二倍工频纹波,实现了电网不对称故障下风电机组的低电压过渡。     

基于对称分量法的变压器谐波传输特性研究

基于对称分量理论,利用变压器的谐波模型,对三相不平衡系统中的谐波传输进行了研究,重点考察了变压器接线方式对谐波传输的影响;并在此基础上,提出了综合电压不平衡度。仿真和实测数据验证了对称分量理论在分析谐波与负序相互作用时的正确性和可行性。     

改进的不对称电力系统故障计算方法

针对高压电网中三相不对称线路的大量出现,传统的对称分量法及其序网连接失效的问题,提出了把电网分块成对称部分和不对称部分,综合应用序分量法和相分量法的改进的故障计算方法.该方法以相分量故障处理方法为依据,在序坐标下化简对称部分,等效到其边界节点,在相坐标下对简化后的网络处理各种简单和复杂故障,采用多态计算技术,以矩阵变换代替传统的数值方程的计算,避免了相分量法计算量大的缺点.用实例验证了这种综合处理方法的优越性.     

改进的不对称电力系统故障计算方法

针对高压电网中三相不对称线路的大量出现,传统的对称分量法及其序网连接失效的问题,提出了把电网分块成对称部分和不对称部分,综合应用序分量法和相分量法的改进的故障计算方法。该方法以相分量故障处理方法为依据,在序坐标下化简对称部分,等效到其边界节点,在相坐标下对简化后的网络处理各种简单和复杂故障,采用多态计算技术,以矩阵变换代替传统的数值方程的计算,避免了相分量法计算量大的缺点。用实例验证了这种综合处理方法的优越性。     

VSC-HVDC三相不平衡控制策略

分析了电网三相不平衡时电压源换流器高压直流输电(VSC-HVDC)系统的谐波传递特性,设计了一种基于瞬时对称分量法的序分量检测技术,适用于VSC-HVDC系统的正、负序双回路的双闭环控制策略。该控制策略利用瞬时对称分量变换获取电压和电流的无延迟正、负序分量,不仅在时域范围内对传统对称分量法进行了扩展,而且也解决了正、负序分解时所带来的延迟问题。另外,提出在三相不平衡电力系统的控制中增加一个不平衡指令补偿模块,改善VSC-HVDC系统在电网三相不平衡时的运行特性。最后,在仿真软件PSCAD/EMTDC的环境下建立了一个VSC-HVDC系统及相关控制策略,验证了所设计控制策略的正确性。     

有功功率测量误差分析

用对称分量分析了三序功率与三相功率间的关系,得出三相功率是同一相序的电压与电流的对称分量函数;三相电路平衡时,用两瓦法能正确测量三相三线电路功率,当三相四线电路不平衡时,用两瓦法测量功率存在误差。     

无锁相环的三相电网谐波和无功检测新方法

针对三相电网电压不对称或畸变时存在的缺陷,基于瞬时无功功率理论,本文提出了一种无锁相环的谐波和无功电流检测新方法。该方法利用对称分量法和正余弦变换得到基波正序有功电流,无需对三相电压进行锁相,能准确、实时地检测出不对称三相电网中的基波正序无功电流、负序电流以及谐波电流的和,解决了电网电压畸变和频率发生偏移时锁相环对电流检测准确性的影响。理论分析和仿真结果验证了该方法的可行性。     

一种改进的FBD指令电流检测方法研究

在有源滤波器设计中,指令电流的检测是控制与补偿的关键技术环节。在三相电压不对称情况下,由于a相电压与其正序电压之间存在相位差,使传统FBD检测法在提取指令电流时存在误差,针对此不足提出一种改进的FBD检测法,该方法通过瞬时对称分量法检测电网电压基波正序分量的相位,减小了因三相电压不对称而导致的检测误差,同时引入电流平均值理论提取等效电导的直流分量,提高了指令电流检测的动态响应能力。仿真结果表明,基于改进FBD法的有源滤波器能够快速准确地检测和补偿三相不对称系统中的谐波和无功电流。     

阻抗匹配平衡变压器的应用

电力牵引负荷是电力系统的一种重要负荷,以单相工频交流电作为牵引动力的电气化铁路,由于自身的工作特点,会使三相供电系统处于不对称运行状态,在系统中引起负序电流,使电力系统的运行受到影响。采用阻抗匹配变压器可有效地解决这一问题。介绍了阻抗匹配平衡变压器的一般原理,对YN／△接线三相变两相阻抗匹配平衡变压器的电压、电流关系及电气化牵引变电所变压器差动保护的实现方法进行了推导,指出了阻抗匹配平衡变压器的一些特点。现场运行表明其适合于在电气化铁路的电力线路上使用。     

电气化铁路牵引供电用光伏发电系统的接入拓扑及其电流控制策略

提出了电气化铁路牵引供电用光伏发电系统的接入拓扑及其电流控制策略。首先,利用V/V变压器将两相牵引电压转换为与电网电压幅值、相位相同的三相电压,为光伏发电系统的接入提供三相平衡电网环境。然后,提出实施于三相静止坐标系中的分相电流控制策略。该策略利用相电流替代正、负序电流作为被控对象,通过对相电流的闭环控制,可在无需正、负序分离提取的条件下完成不对称与三相对称电流的注入,实现光伏发电为牵引负荷供电的自发自用运行和为电网输送功率的全额上网双模式运行。最后,仿真结果验证了所提出接入拓扑与电流控制策略的有效性。     

三相异步发电独立电力系统不对称稳态运行分析

建立了三角形接法鼠笼式异步发电机三相负载不对称时独立系统的数学模型,对该独立系统中各电量之间的关系进行分析,计算发电机三相输出电压及绕组电流大小。基于对称分量法,推导出发电机侧正序和负序等效电路,并求出三角形连接的负载侧序电压与序电流之间的关系,进而得出满足发电机稳态运行要求的目标函数,省去了复杂的电路分析。针对稳态运行方程的非线性及复杂性,采用优化算法求解出系统的频率和正序电抗,并以此为基础计算系统的稳态电压值。计算值与实测值吻合度较高,表明所提目标函数的正确性以及所采用优化算法的准确性和有效性。     

基于疏松耦合变压器零序解耦模型的同杆双回线路故障计算

不并列运行的同杆双回输电线路在发生单回线不对称接地故障时,线路之间存在零序互感,在线路故障计算时必须予以考虑。文中提出疏松耦合变压器零序解耦模型,基于该模型对不并列运行同杆双回输电线路的零序网络进行解耦,得到线路等效回路,进而求得线路零序等值阻抗。在不并列运行的同杆双回输电线路故障分析中,利用传统的对称分量法,结合已求得的线路各序阻抗,计算故障处各序网络电流,进而得到故障情况下回路的各相电流,从而完成该型输电线路单回线故障的计算。PSCAD/EMTDC仿真结果证明了所提零序解耦模型的正确性。     

多功能平衡牵引变压器运行方式研究

确认了16000kVA/110kV多功能平衡变压器各种运行方式的可行性。介绍了一种新颖的牵引变压器，既能实现三相到三相，也能实现三相到两相的电压变换。同时研究了该产品的技术特点以便指导设计和运行。在变电所完成了许多运行可靠性试验，并用一些特殊的仪器设备，如24通道综合电能分析仪和谐波分析仪测量了大量的数据。结果显示，多功能平衡变压器在任何运行方式下，一次侧均无零序电流。当两相系统对称且三相系统也对称时，一次侧电流亦对称。结果还表明，当在二次侧三相系统接入文中提出的特殊滤波器时，谐波电流比用常规两相滤波器降低约28％。结论是，多功能平衡变压器不仅两相系统与三相系统组合运行是可行的，而且除有带牵引负荷的基本功能外，还具有无功补偿、带所用电负载和高次谐波滤波等辅助功能。     

特高压输电线路自适应三相对称故障选相元件

针对特高压输电线路三相对称故障发展的特点,在详细分析三相对称故障选相要求的基础上,提出了自适应三相对称故障选相元件.该选相元件利用三相电流突变量,根据零序分量的有无自适应选择定值,判断三相突变量是否存在、是否相等.该选相原理考虑了特高压输电线路暂态分量的影响,能实现快速准确选相,且不受过渡电阻影响.所提出的选相元件在三相对称故障的选择上优于传统相电流差突变量选相元件.理论分析和仿真实验验证了该方法的正确性和有效性.     

三相变压器带不对称负载运行的研究

以精确的等效电路为基础,对Ｙｙｎ０联结的三相变压器带不对称负载稳态运行进行了研究,并根据对称分量法和叠加定理,推导了有关的矩阵方程式,给出了计算一、二次电压与电流的公式。     

光伏电站对送出输电线路选相元件的影响研究

通过某地区电网分析了光伏电站对送出输电线路相电流差突变量选相元件和序分量选相元件的影响。光伏电站的容量相对于系统容量很小,在送出主变中性点接地的系统中,当送出输电线路发生接地故障时,光伏电站侧零序等值阻抗远小于其正、负序等值阻抗,故障电流主要成分为零序电流,因而三相故障电流幅值、相位相近,致使选相元件误选相。以某地区光伏电站并网为例,在PSCAD/EMTDC中分别搭建了基于相电流差突变量和基于序分量的选相元件的仿真模型,并对两种选相元件进行测试。仿真结果表明两种选相元件的动作性能均受到严重影响。     

新型不对称接线三相变两相平衡变压器

平衡变压器具有消除零序电流和抑制负序电流的重要功能。不同于现有的平衡变压器两相或三相绕组对称结构,提出了一种新型三相绕组互不对称接线的平衡变压器。阐述了该变压器的基本原理和接线方案,并建立数学模型。在此基础上,得出一次侧和二次侧绕组的电流关系,导出了一次侧中性点电流为零时的平衡条件和两相解耦条件。该变压器具有满足平衡条件后两相自然解耦的优点。通过仿真分析和1kW模型机实验,证明了理论分析的正确性和可行性。该变压器采用三相三柱式通用铁心,每相仅2~3个绕组,绕组和铁心结构简单,材料利用率高;同时两相系统中有公共点和3次谐波电流流通的回路,综合性能良好,适合于作为电气化铁道牵引变压器等需要两相或单相电源供电的应用场合。