三相电路中功率现象的解释及无功功率的分类

该文对三相电路的功率现象进行了详细的物理分析，并指出：三相瞬时有功功率之和不为常数是电源电压为非正弦及不对称所必须付出的代价；提出了在非正弦及不对称电路中，三相电路(包括三相三线制和三相四线制)中不仅存在相间无功流动，而且可能存在电源与负载间的无功流动的观点，并在通用瞬时功率理论的基础}，给出了基于最小能量传输损失的三相相间流动的无功功率、三相电源与三相负载间流动的无功功率定义。文中所定义的相间流动的无功电流、三相电源与三相负载间流动的无功电流以及有功电流之间具有两两正交的关系。如果忽略电源与负载间的无功流动，则通用瞬时功率理论与赤木泰文瞬时无功理论一致。     

不平衡负荷负序加权等效模型及其平衡化补偿方法

补偿负荷不平衡时,通常以理想三相电压源电势作为公共连接点(point of common coupling,PCC)参考电压,实际系统中据此设计的补偿网络并不能完全平衡。对此,针对负荷不平衡的三相三线制电路,为更符合PCC处三相电压不对称的实际情形,该文考虑系统导纳,将系统侧等效为戴维南模型后,建立了不平衡负荷的负序加权等效模型;基于等效负荷参数,运用Steinmetz平衡化理论给出了相间补偿网络电纳的负序加权计算公式。网络参数是以加权系数为变量的函数,可兼容已有的针对三相三线制电路设计的平衡化补偿网络方法,为补偿的优化提供了理论基础。结合具体算例,该文给出了负序加权系数和补偿容量的三维关系图,以补偿容量最小为目标,确定出平衡化补偿的最优方案,仿真与物理实验验证了所提模型和平衡化方法的正确性。     

三相四线制系统瞬时功率理论的比较研究

为深入分析应用于三相四线制系统的3种瞬时功率理论,由3种瞬时功率的定义出发,利用自由度观点和能量守恒原理,分析了各种瞬时功率理论的各自特点,并利用仿真软件MATLABLE建立了三相四线制带不对称负荷的仿真模型,对比了3种瞬时功率理论的分析结论。结果表明:传统瞬时功率理论在全局补偿中有优势;改进瞬时功率理论较适用于对各种谐波分量进行精细补偿的场合;p-q-r坐标系的瞬时功率理论具有能量守恒和无功功率相互独立的特点,适用于独立无功补偿场合。     

基于Steinmetz理论的三相四线制不平衡电流补偿

由于零序分量的存在,三相四线制电路的不平衡补偿问题较三相三线制电路更复杂。该文基于Steinmetz理论的对称分量分析法考虑三相三线制系统负荷的平衡化补偿思路给出了三相四线制系统负荷不平衡电流的补偿方法,并给出3种约束方程下的补偿电纳模型。在三相四线制系统中,在已找到的3种约束方程条件下,对Y型联接的负荷进行零、负序电流补偿,并使系统功率因数提高到1。最后通过Matlab仿真表明,所提补偿理论不仅能实现不平衡电流的平衡化,还能使系统总功率因数接近于1,证明了所提补偿理论的正确性。     

新型三相不平衡负荷无功补偿算法

针对三相不平衡负荷会对电网安全运行造成巨大危害,建立了三相四线制下不平衡无功补偿算法。该算法简单实用,在仅知补偿前三相有功功率及无功功率的情况下就可确定各相所需补偿值,而且补偿后电网损耗大大降低。通过设计实验方案,搭建物理实验平台,最终用实验数据的分析和仿真验证了该算法。实验结果表明该算法可对三相不平衡负荷,同时实现无功功率补偿和负荷平衡化,获得较好的电能质量,并达到较好的节电效果。     

D-STATCOM不平衡负荷补偿电流的优化设计

在介绍不平衡负荷的电纳补偿原理的同时，分析了其不足之处，即在负荷严重不平衡的情况下，三相补偿装置分担的负荷不均衡，限制了装置的补偿能力，也容易导致一相或两相过流；针对不平衡负荷补偿的特殊工况，提出了补偿电流优化设计的目标，即三相电流大小均衡。文中给出了补偿电流优化设计的理论依据和前提条件：首先，通过选择合适的电路连接方式，电流是多样可选择的；从数学上证明了提出的优化设计目标的合理性，并给出了优化补偿电流的计算方法。通过MATLAB计算，与传统补偿思路进行了基波电流、电容电压波动等多项指标的比较，证明优化设计原理在各项指标上都具有明显的优势。PSCAD仿真和10 kVA样机实验结果表明，优化设计原理可以实现且效果良好。     

不平衡电路的瞬时功率分析及不对称负荷补偿方法

应用瞬时无功功率理论分析了不平衡电路的瞬时功率,根据瞬时复功率随时间波动的性质提出了平衡功率和不平衡功率的概念,并分析了这两种功率与不平衡系统电气特性之间的统一数学描述和物理意义.在此基础上,将电路划分为正序网络和负序网络,同时利用不平衡功率的波动特性提出了SVC(Static Var Compensator)的等效补偿电纳计算方法.在上述工作的基础上完成了仿真试验和动态模拟试验.     

一种单相–三相混合微电网结构及其能量协调控制方法

由于分布式电源(distributed generation,DG)输出功率的间歇性和负荷的多变性,在传统单相三相混合微电网孤岛运行时易出现电压波动和三相功率不平衡现象。为此,该文提出一种单相-三相混合微电网结构及其能量协调控制方法,该结构主要包括功率共享单元(power sharing unit,PSU)、储能单元(energy storage unit,ESU)及单、三相微电网。针对PSU提出的基于下垂控制的能量协调控制方法,在三相功率不平衡时,协调混合微电网各相进行功率交换,从而抑制三相功率不平衡;在分布式电源出力或者负荷发生突变时,可快速提供有功和无功支撑,从而抑制混合微电网的电压波动。通过ESU稳定PSU直流侧的母线电压,实现对混合微电网能量波动的缓冲。仿真与实验结果都表明了所提方法的合理性和有效性。     

智能三相不平衡负荷调节和无功补偿系统的设计应用

为解决三相负荷不平衡及无功补偿问题,针对三相四线制低压配电系统,利用负荷回路中的电感,采取在相与相之间、各相与中性线之间恰当地接入若干电力电容器的措施,不仅使各相的功率因数得到良好的补偿,又使各相有功电流基本达到平衡。     

计及负序电流均衡的孤岛微电网电压不平衡协同控制策略

孤岛微电网中,由于公共耦合点(PCC)处存在大量单相负荷和非线性负荷,系统易出现三相电压不平衡及负序电流无法均衡分配问题。为此,在分析不平衡补偿与负序电流均衡机理的基础上,提出一种基于动态一致性算法的电压不平衡补偿及负序电流均衡控制策略。在分布式二次控制层中,通过分布式稀疏通信网络实现相邻的分布式电源间实时数据交换,采用动态一致性算法估算全局平均电压和平均负序电流,自适应调节电压不平衡补偿参考向量,以实现电压不平衡补偿和负序电流的均衡控制。该控制策略不仅实现了公共耦合点处电压不平衡补偿,还解决了分布式电源(DG)间因线路阻抗分布不均的负序电流均衡控制问题。最后,通过仿真与实验验证了所提方法的有效性和可行性。     

基于基波检测原理的配电台区有源补偿装置研究与应用

主要介绍了应用于低压配电网三相四线系统的配电网有源电力电子补偿装置,分析了直接检测基波有功电流分量的基本原理。利用此种控制方式的配电网有源补偿装置在谐波、无功方面的补偿特性,尤其在配电台区负荷不平衡情况下,通过在Matlab/Simulink环境下仿真,证明此种配电网有源补偿装置检测控制方法的可行性和对三相负载不平衡情况下的良好补偿特性。最后通过开发样机证明了此种理论在补偿配电台区无功及三相电流不平衡情况下的有效性。     

电力系统谐波、负序与无功电流复合补偿策略的研究

基于瞬时无功功率理论,提出了一种适用于三相三线制和三相四线制电力系统谐波、负序以及无功电流的复合补偿策略。数值仿真结果表明,该复合补偿策略的投入使用,可使电力系统综合补偿装置运行在有源电力滤波器和静止无功发生器功能相结合的复合工作模式,从而实现具有不对称非线性负载的电力系统的谐波抑制、无功补偿以及负载不平衡抑制等综合控制任务。     

三相不平衡电流补偿控制器的设计

针对当前三相不平衡所造成的危害,建立三相四线制接线形式下的不平衡无功补偿模型,设计基于主控芯片Freescale 56F807的补偿控制器,采集数据,对不平衡情况进行补偿,结果表明,该补偿控制器可以使三相不平衡情况得到有效的改善,依据相应的补偿控制策略,获得较好的电能质量,并且达到较好的节电效果。     

非线性电力系统中对称分量法的应用

运用对称分量法原理对经过Furrier变换后的三相不对称,非正弦电压和三相线性不平衡负载电流进行分解,并与其他功率理论方法如电流物理份量法和瞬时无功功率理论对系统的功率现象和定义进行分析和比较.通过比较可见在频域上,对于线性负载系统,应用对称分量法对所有三相四线电压不对称,负载不平衡的线性系统的分解与定义较其他的功率方...     

基于DSTATCOM的点焊机无功功率补偿研究

为了更好地解决点焊机负荷引起三相负荷不平衡、系统功率因数低等电能质量问题,提出了基于静止同步补偿器（DSTATCOM）的无功功率补偿方法。首先给出了配电静止同步补偿器的主电路结构,然后利用改进的基于瞬时无功理论的电流检测方法检测出谐波和无功电流,分析了配电静止同步补偿器平衡三相不平衡负荷的原理。最后根据点焊机在实际工作中的情况,通过Matlab/Simulink仿真验证了采用的补偿方法可以平衡三相电流,提高系统功率因数和缓解电压跌落。该研究表明用于不平衡负荷的配电静止同步补偿器具有良好的动态性能和静态补偿效果。     

不平衡运行配电网线损分析及无功补偿的仿真

三相系统的不平衡运行会引起线损的增加,为此需通过无功补偿使其平衡。从理论上分析了三相不平衡时线损增加的程度,运用瞬时无功功率的理论和方法,通过仿真进行了验证。仿真结果表明,可实现对不平衡负荷电流的完全补偿,由此大大减少了损耗,提高了电能质量。     

考虑不确定性的三相不平衡配网DG选址定容研究

可再生能源的分布式发电(Distributed Generation,DG)因其良好的环境效益受到关注,但分布式风力发电和光伏发电出力具有波动性和不确定性,这类分布式电源配置在网络中的节点位置和容量对于网络优化运行至关重要。由于配网中三相负荷经常不平衡,并且不同相之间的互阻抗也不平衡,这给分布式电源在配网中的选址定容带来了难度。考虑到三相不平衡潮流的影响,利用速度高、精度好为特点的考虑负荷模型和负荷接入类型的线性三相不平衡潮流法进行潮流计算。针对出力不确定的分布式电源在三相不平衡配网中的选址定容展开研究,建立了以减小网损、降低电压不平衡度、防止电压跌落的分布式电源多目标选址定容模型。针对分布式电源选址定容后的运行维护情况,提出了成本效益分析,来考虑中长期选址定容的合理性。为了求解文中的多目标模型,提出了改进磷虾群搜索算法,保留最优个体,提高收敛速度。利用IEEE37节点系统进行算例验证,分析了网损、电压不平衡度、每相电压在分布式电源接入后的情况。     

三相电压不平衡微电网的自适应补偿控制

由于单相负载、三相负载和非线性负载的混用,以及负载分布的不均衡,使得微电网三相电压不平衡问题比较突出。针对该问题,提出依据三相电压不平衡度调整逆变器各相输出功率的自适应控制策略。首先,建立了并网逆变器补偿控制原理框图,采用比例谐振(QR)控制器对电流进行无静差跟踪。然后,搭建了单相电压偏低和两相电压偏低的不平衡状态数学模型,依据四桥臂三相逆变器的三相电压具有可解耦独立控制的特性,将对三相电压的控制转变为对单相电压的控制,同时提出了改变并网断路器和相间断路器的开关状态,从而改变逆变器各相之间连接状态的控制方法,并且设计了补偿控制系数。最后利用MATLAB/Simulink进行仿真验证,仿真结果表明所提出的补偿控制可使三相不平衡电压得到有效补偿。     

含非线性及不平衡负荷的微电网控制策略

微电网中非线性不平衡负荷将增加电压不平衡度、增大总谐波崎变率,影响微电网电能质量.文中提出一种基于dq坐标瞬时功率理论的补偿算法,根据测量的非线性不平衡负荷瞬时电流和通过滤波算法得到或设定的其他电源提供的电流,计算分布式电源电压源逆变器(VSI)的参考电流.在补偿算法中增加倒下垂控制,实现微电网不同运行模式间的平滑转换...