基于STATCOM的三相不平衡潮流补偿技术研究

鉴于STATCOM具有能快速灵活地输出无功功率、稳定电网接入点电压、实现电网的三相平衡化补偿等特性,以电网的电压、电流不平衡度低于国家标准为目标,将STATCOM稳态模型引入三相潮流分析中,探讨了电网应用STATCOM补偿电力系统三相不平衡潮流问题。算例分析结果表明,采用STATCOM进行电力系统三相不对称潮流的平衡化补偿具有较好的效果,可有效降低电网不平衡度以提高电能质量。     

基于无功控制的光伏逆变器三相不平衡抑制方法

随着分布式光伏的推广,配电网转变为多源荷共存网络,使得电网潮流与电压分布特征更为复杂,更易出现三相不平衡状况。为解决配电网三相不平衡状态下分布式光伏出力波动问题,提出了一种基于无功控制（reactive power control, RPC）的光伏逆变器三相不平衡抑制方法,实现配电网三相不平衡补偿与分布式光伏有功功率的输出稳定,由此保证光伏发电机组的连续运行,保障配电网可靠运行。在PSCAD/EMTDC平台搭建仿真模型,仿真结果表明,所提控制策略能有效地抑制三相不平衡,实现并网有功功率稳定。该策略的实施将保证光伏发电机组的连续运行,从而实现配电网和整个电网的安全可靠运行。     

两相工频感应电炉

两相工频感应电炉是采用T/L接线的变压器取代具有两只感应线圈的单相工频感应电炉的电源装置,使单相结构两相运转,以保持三相电网的平衡。介绍了两相工频感应电炉的原理、电压和容量计算,三相电流的不平衡度及经济效益。     

基于低压配电网无功负序不平衡现象的节能降损解决方案

低压配电网中普遍存在的三相不平衡现象将导致系统中出现负序电流,负序电流会在电网中产生损耗,并影响变压器及电动机的正常运行。为消除负序电流,达到节能降损的目的．可利用双向晶闸管控制电抗器、电容器并配合12脉动技术,实现低压配电网三相平衡;详细介绍三相平衡补偿原理,并在实验室搭建了试验模型,分析了得到的波形及数据,结果表明,12脉动技术降低了晶闸管向系统中注入的谐波,在无需滤波器的情况下,便能符合国家标准,节省了投资成本。     

浅谈风电场的电能质量

风电场的电能质量是风电场并入电网运行的关键指标。文章从风电场的电压谐波、三相电压不平衡度和频率偏差三个方面分析了风电场的电能质量,并引用广东惠来海湾石风电场的实测数据,说明风电场的电能质量能够满足公用电网电能质量的要求。     

一种应用于谐波检测的三相锁相环

为准确检测负载谐波电流,针对瞬时无功功率理论检测方法（iP-iQ）在电网电压不平衡、畸变等条件下谐波检测的不足,提出了一种新的基于双同步旋转坐标变换及交叉解耦的三相锁相环消除二倍频分量,实现更高的锁相精度、有效消除纹波。通过与传统锁相环(SRF-PLL)运用于（iP-iQ）法进行谐波检测的仿真对比,结果表明在电网电压不平衡和畸变条件下,新的三相锁相环(IDDSRF PLL)提取到的基波畸变率分别降低了1.18%和1.42%,从而提高了（iP-iQ）法的谐波检测性能。     

无芯工频感应电炉电源的三相平衡

无芯工频感应电炉的感应器,一般都是接在三相电网的一相上。当感应器工作后,造成电网三相不平衡负荷。这种情况在电网容量较小的情况下是不允许的。目前,在单相无芯感应炉运行中,是采用了感应器、电容器、电抗器三角形接法与电网三相联结,来解决三相平衡问题的。但是,从理论上和实际运行中,尚有一些问题。本文就此问题,谈谈看法。     

输电网三相自动平衡器的用途及其前景

针对电力系统日益增加的单相负载所造成的某些局部电网三相不平衡电流超标，严重威胁电网运行和接入电风垢电力设备的安全以及增大电网电能损耗等问题，本文介绍了一种最新研究成果－－输电网三相自动平衡器，以其科学的构思和先进的技术手段，全方位地解决了输电网三相不平衡问题。该成果已获得国家专利权。     

电网三相不平衡下农网低电压治理的研究

通过对农网低电压和三相不平衡问题的研究,分析了目前解决农网低电压和三相不平衡措施中所存在的一些问题,并针对这些问题提出了一种分序叠加调节法。以最简单的单线路农网为模型,在其结构的基础上得到相应的等效电路,并对该等效电路进行相应的潮流分析,从而揭示出电压损耗和功率损耗与无功功率之间的关系。利用潮流分析的结论确定了先不考虑电网三相不平衡影响的调节法调节原则,同时引入调节限定曲线以配合该调节法。然后再在此基础上考虑三相不平衡的影响,结合已经提出的平衡网络下的调节法和对称分量法,得到适用于解决三相不平衡农网低电压问题的分序叠加调节法。最后将该分序叠加调节法实际应用于平凉市西华供电公司,试验结果验证了该方法解决三相不平衡农网低电压问题的有效性。     

Buck型动态电容器无功和负序电流的综合补偿

不平衡感性负载产生的无功和负序电流不仅会增加线路损耗,而且会引起电网中以负序分量启动的继电保护装置误动作,进而威胁电力系统的安全运行,因此补偿无功和负序电流尤为重要。针对三相三线负载不平衡系统,首先研究了Buck型动态电容器(D-CAP)进行功率因数校正和不平衡抑制之间的关系。然后分析了D-CAP补偿无功和负序电流的原理并确定了其补偿负序电流的能力。最后针对D-CAP提出了补偿无功和负序电流的优化方法和控制策略,在负载负序电流超过其补偿范围时,该优化方法和控制策略可以实现负序电流的最优补偿。仿真结果验证了理论分析的正确性和控制策略的有效性。     

电气化铁路三相电压不平衡分析算法研究

通过对牵引供电系统结构的分析,推导了三相-两相系统变换方法,将牵引供电系统的两相参数转换为三相系统参数,使牵引供电系统与三相电力系统在拓扑结构上统一起来,从而可以分析牵引负荷引起的电网三相电压不平衡。该算法能够在计算中考虑牵引变压器自身阻抗的影响。使用PSCAD软件与本算法进行了验证,证明了本算法的正确性。     

电网正、负序电压基波分量的提取算法在并网型逆变器控制中的应用

提出一种在电网三相电压不平衡的情况下,通过三角函数运算的方法解耦不平衡电网基波正、负序电压分量。由于电网负序电压分量送入锁相环后会造成锁相环的震荡,导致锁相环输出误差大无法精确锁相。根据正序分量与负序分量之间的相角关系,推导出提取正序分量的公式,把该公式进行数字化处理,将其应用于dq数字锁相环,提高了dq锁相环在电网三相电压不平衡条件下的有效性和准确性。提出了网压前馈对逆变器控制的重要性,分析了利用正序电压瞬时值进行前馈控制的优点。并通过实验验证了公式的有效性和控制的稳定性、可靠性。     

三相不平衡负载下静止同步补偿器控制策略研究

低压配电网中不平衡负载会导致设备不正常运行、降低电能质量。对此,提出了一种新型控制策略,该策略通过瞬时对称分量法和信号延迟对消法(DSC)计算出负载电流、配电静止同步补偿器(DSTATCOM)输出电流的正序、负序分量,然后分别在正、负序同步旋转坐标控制正、负序分量,对正序分量的控制使DSTATCOM补偿负载无功电流,对负序分量的控制使DSTATCOM补偿不平衡负载导致的负序电流。搭建了DSTATCOM试验平台,试验结果表明,该策略在不平衡负载下,使得DSTATCOM能有效补偿负载无功电流和负序电流,实现了电网单位功率因数,电网电流平衡度达到了国标要求,总谐波失真(THD)小于5%。研究成果可为不平衡负载情况下的DSTATCOM控制提供参考。     

配电网三相不平衡负荷补偿方案研究

对配电网三相不平衡负荷补偿方案进行了研究,总结了三相不平衡的影响和不平衡度的基本定义,分析了在三相不平衡抑制领域的方案进展以及对应的负荷补偿方法。在有源电力滤波器（active power filter,APF）基础上研究负荷补偿,构造三相四线制下对应的数学模型和控制策略。利用MATLAB进行仿真完成理论到实验的转化,借助于Simulink工具设计展示所需的电路图。通过仿真确定所设计方案可以应用到实际运营操作中,更为有效的缓解负荷不平衡情况,同时,对于功率因数的增大也有较为明显的效果,一定程度也可以降低谐波的影响。     

光伏电网电压不平衡及跌落补偿控制系统的设计

鉴于非线性冲击负载的影响,光伏电网母线出现电压跌落大、电压不平衡问题。提出一种基于三相VSC的超导储能技术前馈线性化控制方法。利用三相VSC变流器构建数学模型,如果简单地以交轴电流和直流电压来构建控制系统,物理上很难实现。所以文中以直轴和交轴电流来实现电流闭环控制,并在直轴电流环前置电压调节器实现了直流电压的前馈闭环控制。从而推导出三相VSC变流器的逆系统．并构造出伪线性系统。考虑建模误差、系统的快速反应和增强鲁棒性,采用内环PI控制器对伪线性系统进行综合。实现了交轴电流分量和直流电压的解耦,对该闭环控制系统计算机仿真的效果良好。     

工频隔离三相并网光伏逆变器的状态反馈控制

重点研究了三相不平衡电网电压、变压器漏感和线路阻抗对逆变器波形质量和稳定性的影响,得出了逆变器的离散状态空间模型,提出并实现了工频隔离并网光伏逆变器的状态反馈控制策略。通过仿真和试验,验证了该控制策略能有效地抑制电网电压不平衡所造成的影响,可解决变压器漏感和线路阻抗所造成的稳定性问题。     

风电场与电气化铁路相互作用及对地区电网影响的研究

针对地区电网出现的风电场和电气化铁路集中接入的情况,从功率波动、三相电压不平衡的角度分析了风电场与电气化铁路接入电网后相互影响的机理。并利用仿真软件搭建风电场和电气化铁路模型,构建地区电网,对风电场与电气化铁路集中接入对电网的影响进行仿真分析,且提出了相应措施。     

电力系统三相不平衡附加损耗的分配

随着电力系统的建设和国民经济的发展,三相不平衡作为电力系统的一种常态所造成的影响日益严重,但我国现有的电价体系尚未将由三相不平衡导致的附加损耗按责任分配,这导致了电价在不平衡意义下的不公平。因此,对由负荷不平衡引起的电力系统三相不平衡损耗增量的分配进行了研究,提出了基于三相不平衡度、负荷不平衡因子和有效视在功率的不平衡损耗按比例分配方法。仿真试验结果表明,在保证消耗有功功率不变,仅改变负荷每相消耗有功功率的绝对差值时,基于不同不平衡衡量标准的三种按比例分配方法得到的结果近似相等;而当总等效负荷每相消耗的有功功率不变,改变各个负荷消耗有功负荷的比例时,基于负荷不平衡因子的分配方法能更加客观地反映负荷不平衡导致的负序分量的变化。     

T形接线变压器的特殊用途

T形接线变压器属采用特殊接线的平衡变压器。兼有变压器和换相器两种功能。在有大容量单相负载的地方,可以改善三相电网的不平衡程度。在国外,广泛应用于向大型工频感应炉供电。 美国军用热处理规范MIL—800—56B热处理用电浴炉中谈到:炉子输入功率小于5kW的应运行在单相电网;输入功率大于5kW、小于或等于40kW的可以单相也可以三相;炉子输入功率大于40kW的应运行在三相电网。     

单相负载的平衡系统

有些大容量的负载,例如感应电炉,是单相负载。如果这些负载直接接到三相电网上会造成电网电压和电流的严重不平衡。因此这些负载接到电网时需要采用平衡网路。将单相负载通过已知的变压器系统,例如斯考迪系统,接到电网上,不能保证电网上负荷平衡。但是用电抗器、电容器和单相负载适当地连接,就有可能会使电网上电流平衡。