环形配电网的分频调节阻性有源电力滤波器位置策略

通过理论分析环形配电网的谐波放大原理,对比安装在线路中点且阻抗匹配的阻性有源电力滤波器(RAPF)和对称安装在不同位置的分频调节RAPF的抑制效果,提出了一种适用于环形配电网的分频调节RAPF的位置策略。若线路长度小于谐波波长的1/2,靠近线路中点的对称位置为最优安装位置;若线路长度大于谐波波长的1/2,距谐波源1/4波长的对称位置为最优安装位置。与安装在线路中点且阻抗匹配的RAPF相比,安装在最优位置的分频调节RAPF,当其电导增益≥匹配的电导时,均能有效地衰减谐波,获得更好的抑制效果;且电导增益越大,谐波抑制效果越好。同时,该方案对线路参数的改变具有更好的适应性。仿真和实验结果验证了该方案的有效性。     

基于双阻性有源滤波器的背景谐波抑制策略

电力系统中线路电感与电容之间的谐振使得电力系统背景谐波电压放大,严重影响电能质量。针对传统技术中在传输线终端安装与其特征阻抗匹配的阻性有源滤波器(RAPF)只能抑制谐波放大、不能有效衰减谐波的问题,提出新的基于双RAPF的谐波抑制方案,即在传输线终端安装与其特征阻抗匹配的RAPF1,在距离传输线始端主要谐波1/4波长的位置设置电导增益可变的RAPF2。该方案对由上级电网渗透的谐波电压和本级电网的谐波电流引起的电压畸变均有很好的抑制效果。仿真与实验结果验证了理论分析的正确性和该策略的有效性。     

基于谐波阻抗匹配的微电网互联线路谐振分析及抑制措施

相邻微电网之间往往通过长距离的输电线路互联.针对这类输电线路双端存在独立谐波源的系统,其谐波交互特性与谐波放大机理更为复杂,采用传统阻性有源电力滤波器方法抑制谐振并不适用.文中基于传输线理论分析互联线路的谐波传播机理,并提出基于谐波阻抗匹配的谐振抑制方案.为了克服线路参数与谐波源相角信息的不确定性,提出基于线路中点谐波电压检测的有源电力滤波器谐波阻抗协调控制策略,根据谐波电压含量在线调节线路两端谐波阻抗相角,实现谐振抑制目标.与此同时,提出一种有源电力滤波器改进控制策略,保证其谐波阻抗相角可以任意调节.仿真验证了控制策略的有效性.     

阻性有源滤波器分频控制位置的选择方案

电力系统中线路电感与电容之间的谐振使得电力系统背景谐波电压谐振放大,导致电力系统中的谐波电压严重畸变。利用馈电线理论建立电力系统馈电线的分布式参数模型,对由系统背景谐波电压引起的谐波电压谐振传播情况进行理论分析,提出新的基于分频控制的阻性有源滤波器的位置选择方案,以抑制电力系统中背景谐波电压的谐振传播。通过仿真分析及实验验证理论分析的正确性,以及所提分频控制的有源滤波器的位置选择策略对电力系统背景谐波电压抑制的有效性。     

配电网电压无功和谐波综合控制研究

为避免谐波问题造成电气设备的损坏,根据谐振阻抗型混合有源滤波器(RITHAF)的滤波能力,把RITHAF加入电压无功控制装置(VQC),提出了一种具有电压调节,无功补偿和谐波抑制功能的配电网电能质量治理装置。分析了系统谐波放大产生的原因及抑制策略,建立了电压无功谐波的综合控制模型和基于改进人工鱼群优化控制算法。通过Matlab仿真分析,验证了该装置及控制策略的有效性,在调整电压和无功功率的同时有效地抑制了谐波放大,有效地保护了电力设备。     

多个电压源型谐波负载的谐波补偿点研究

为得到更好的补偿效果,研究了并联型有源电力滤波器(SAPF)在补偿多个电压源型非线性负载时补偿点的选择问题。在SAPF指定次谐波补偿策略的基础上,采用等效电路法,分析了同时补偿多个电压源型非线性负载时发生的谐波放大现象,重点讨论了SAPF安装位置不同对谐波电流的放大现象。通过公式推导,比较了谐波电流的放大倍数,得出SAPF最小谐波放大补偿点的选择依据。然后从系统结构和控制策略上提出了抑制谐波放大的具体措施。搭建的Matlab/Simulink仿真模型与样机实验验证了上述分析的正确性。     

孤网系统滤波器谐波放大机理及抑制方法

分析了发电机带整流负载孤网运行系统的一般结构,针对孤网系统运行时滤波器与发电机发生的谐波放大现象,从谐波放大等效电路、孤网运行频率下降、负载变化引起频率波动3个方面分析了其放大机理。并从谐波放大机理入手,研究了发电机调速系统的调节特性,提出了一种基于滤波参数优化和控制负载变化速率的谐波放大抑制方式,具有简单灵活的优点。以孤网直流融冰为例,通过实验验证了对孤网系统滤波器谐波放大机理分析的正确性及谐波放大抑制策略的有效性。     

改进型谐波抑制策略在逆变器中的应用研究

为提高并网逆变器的谐波抑制性能,在控制器和控制结构两方面进行分析,提出一种改进型谐波抑制策略。研究分析准比例谐振(QPR)控制器的特性,为QPR控制器添加零点和省去比例项,提高控制器在谐振点的开环增益,降低非谐振点增益。分离基波控制器和谐波控制器,基波控制器的输入为电流参考量与反馈量差值,谐波控制器输入为反馈量。通过对改进后系统闭环频谱图分析,论证了该控制策略在逆变器谐波抑制中的合理性。搭建实验平台,在离网和并网两种模式下验证了该控制策略的特定次谐波抑制性能。     

基于电磁暂态分析的高速铁路牵引网谐波模型及谐波特性分析

在建立了电力系统多导体传输线模型的基础上,结合牵引网等值电路的自身特点,利用多导体降阶方法,并通过电力系统电磁暂态仿真平台建立了牵引网的谐波模型。采用某高速客车的典型数据,对牵引网中的谐波电流放大现象和规律进行了仿真分析和验证。通过对牵引网长度、机车位置等因素与牵引网发生谐波电流放大关系的研究,证明了所建模型的正确性。     

铁路功率调节器中谐波抑制策略研究

为提高铁路功率调节器(RPC)在高速铁路中的谐波抑制性能,提出一种改进谐波抑制策略,从控制器自身与控制器的结构两方面进行分析。控制器方面主要分析了准比例谐振(QPR)控制。为提高QPR在谐振点处的开环增益并降低其在非谐振点处的增益,对其增加了零点并省去比例项。控制器结构方面将基波控制器与谐波控制器分离,对各单次谐波进行独立抑制,从闭环频谱图上分析新的结构在谐波环境中也能有效抑制谐波。实验结果验证了该策略在RPC谐波抑制中的可行性与有效性。     

有源滤波器在放射状配电网谐波抑制中的应用

本文着重论述了基于电压检测的并联型有源滤波器在放射状配电网谐波抑制中的应用及其安装点的选择。对外电路而言,在基波频率下有源滤波器被控制为无限大阻抗,在谐波频率下被控制为小电阻,实验结果证明,将有源滤波器安装在放射状配电网的末端母线上,可在整个配电网上有效地抑制谐波。     

多APF的配电线路谐波补偿优化调度方法

针对配电线路谐波电压放大问题,提出了含多个有源滤波器的配电线路谐波补偿优化调度方法。利用传输线理论分析了配电线路谐波电压放大现象,给出了多APF谐波补偿控制方法,建立了谐波治理优化调度模型,利用单目标遗传算法对逆变器谐波补偿参数进行优化。仿真结果表明,采用本文提出的优化调度方法,各节点谐波电压畸变均小于给定参考值,谐波补偿效果良好。     

风火打捆半波长交流输电系统的谐振分析

长距离架空输电线、电缆存在较大的对地分布电容,易引起风电并网系统的谐振等问题。为了分析大规模风火打捆半波长交流输电系统的谐波谐振放大特性,基于选择性模态分析,推导得到谐波谐振传输放大解耦矩阵,使用交互参与因子评估谐波扰动源对系统任意节点的激励作用,确定易受谐波传输放大影响的节点。针对实际风电并网系统中含量较大的特征谐波,分析不同风电占比情况下发生谐振时系统各节点的谐波电压响应;引入元件标准化灵敏度及其主导系数,分析综合考虑了各谐振情况后的元件灵敏度,为能够同时抑制多种谐波谐振放大或次谐波谐振提供理论依据。研究表明,风火打捆半波长交流系统中可能发生谐波谐振放大的现象;随着风电占比的增加,谐振频率逐渐降低; 35 kV及110 kV电压等级的母线受7、11次谐波谐振放大的影响严重,可能危害系统的安全运行;半波长线路首、末端基本不受谐波传输放大的影响,可以安全运行。利用PSCAD进行模拟计算,结果验证了所提方法的有效性。     

高电缆化率对直流受端输电网谐波传递特性的影响

电缆线路占比增加将使直流受端输电网谐波传递特性发生改变。首先提出了电缆化率的概念,并推导出准确计及电缆化率的输电线路谐波模型,继而建立了计及电缆化率的交直流谐波经直流逆变站出线传递的谐波电压传递系数模型。最后,以上海宜华直流输电工程为例详细分析了在不同直流逆变站出线方式下电缆化率对直流受端输电网谐波相互传递特性的影响。研究结果表明：直流系统与受端输电网谐波相互传递特性受直流逆变站出线方式、线路参数、电缆化率及谐波频次制约;电缆化率增加会引起谐振频率左移,高频段谐波偏移程度更显著;所推导模型可根据线路实际参数、电缆化率定量分析谐波放大程度,作为未来受端输电网电缆线路规划及建设的重要依据。     

基于直流线路参数的50 Hz谐波放大评估方法

针对近几年现场运行暴露出来的变压器空投时50Hz谐波电流流经直流线路出现放大的问题,提出了一种通过直流线路参数来评估直流工程50Hz谐波放大的方法。首先,推导了长距离直流输电线路50Hz参数计算方法;其次,依托于某在运高压直流工程进行直流线路50 Hz参数计算,并以此深入研究了直流线路出现50Hz谐波放大的本质原因以及谐波放大的极值点,进而提出了用于评估直流谐波放大水平的指标;最后,通过EMTDC仿真平台验证了所提方法的正确性,并应用于实际工程进行谐波评估。结果表明:通过50Hz参数计算方法评估的直流谐波放大水平与实际工程一致,所提出的谐波放大极值点计算和放大评估方法不依赖于详细直流模型和EMTDC仿真。     

新能源并网输电电缆谐波谐振分析及抑制方法

光伏发电或风力发电的选址距配电网一般较远,往往需要通过电缆进行连接。由于电缆的寄生电容较大,使得配电网中的谐波电压在长电缆中出现谐波谐振的问题。在电缆线路终端加入电阻可以有效阻尼电缆上的谐波谐振,且最优的电阻值为电缆的特征阻抗。利用分布式能源并网逆变器,在输出基波有功能量的同时,通过有源谐波电阻的控制策略在连续的谐波频率上模拟纯电阻的特性,可以实现阻尼宽频域谐波谐振的功能。文中首先建立了电缆线路的分布参数模型,并且分析了由于新能源并网接入点电压谐波而引起的电缆线路谐波谐振问题。然后,基于有源谐波电阻的思想,提出一种新的谐波电流指令生成方法,可以实现新能源并网逆变器在连续的谐波频率上呈现纯电阻特性。最后,利用仿真和实验验证了理论分析的正确性及所提出谐波电流控制方式的有效性。