四桥臂电压质量调节器及其在微电网中的应用

低压配电网电压跌落、骤升、不平衡、谐波等扰动影响微电网的正常并网运行,为抑制以上配电网电压扰动影响,采用具有综合补偿电压扰动能力的四桥臂电压质量调节器（VQR）。针对VQR的补偿目标,采用一种基于新型谐振PVPI控制器的电压电流双环控制策略,通过提取跌落后电压基波正序分量,将输出补偿量分为跌落（或骤升）补偿部分和用于抵消负序、零序及谐波电压分量部分,利用PVPI控制实现对两部分补偿指令信号的零稳态误差控制。仿真结果证明所提出的四桥臂电压质量调节器有效地补偿了配电网电压扰动的影响,提高了微电网故障穿越能力。     

基于电场耦合法的高压输电线路谐波检测方法的研究与设计

新能源发电离不开逆变器等电力电子设备,随着电力电子设备大量接入电网,致使电网电能质量下降,引起电压谐波超标,而输电线路电网电压谐波测量目前只能在变电站内部借助于PT/CVT柜进行间接测量,由于受PT/CVT本身滤波特性及系统接线方式的影响导致电压谐波测量精度降低,严重影响了对电网电压谐波的准确真实判断,为此设计了一种基于电场强度法的测量高压输电线路电压谐波信号的新方法,该方法通过电场耦合原理直接获得电压谐波信号,并运用快速傅里叶变换（FFT）加Hanning窗算法对谐波测量数据进行分析处理,解决了2-32次及3-31次谐波准确测量问题,实现了对谐波含量的直接测量,经实际测试测量精度满足国家标准B级GB/T19862要求,谐波检测仪为高压输电线路谐波的直接检测提供了一种简便快捷的方法,具有很好的实用价值。     

微网故障穿越综合控制

配电网故障(电压跌落、骤升、不平衡、谐波)影响微网的正常运行,严重时会损坏微网设备,为克服电网故障影响,从提高微电源自身抗扰能力和补偿电网故障电压两方面提出微网故障穿越综合控制策略,采用基于谐振控制的新型PQ控制策略抑制电网故障对微电源的影响。同时,提出基于多谐振控制VQR的微网故障穿越控制策略,在配电网故障指标超过规定值时,VQR对电网电压跌落、不平衡、谐波进行补偿,使微网电压保持正常,仿真结果表明所提出的综合控制策略提高了微网故障穿越能力。     

61-830电压/谐波监测仪

随着精密电子设备的广泛应用,人们对供电质量的关注度也逐渐提高.为此,美国理想工业公司(IDEAL INDUSTRIES,INC.)在2007年初推出了一款新型电压/谐波监测仪61-830,能够对电压骤降、骤升、脉冲和谐波进行精确的探测和记录,可以发现导致设备故障的电能质量问题.……     

高功率密度分布式光伏接入配电网多目标电能质量治理方法

高功率密度分布式光伏的接入会引起配电网瞬时功率越限、电压越限、闪变等问题,同时光伏逆变器等电力电子设备规模化无序接入配电网造成的谐波污染,常引起不同节点之间谐波叠加和特定次数的谐波谐振,使配电网的电能质量问题更加多样。为此在配电网相应节点配置复合储能装置,成为解决这类电能质量问题的有效措施。本文提出了一种利用包括蓄电池和超级电容器在内的复合储能装置治理高功率密度分布式光伏接入配电网所引起的多样性电能质量问题的方法。首先,提出了节点电压偏差和电流总谐波畸变率等多目标电能质量治理约束指标;其次,在此基础上,构建了高功率密度分布式光伏接入配电网的复合储能选址定容优化模型,并采用改进多目标粒子群算法对该模型进行求解。最后,以IEEE 33节点配电系统为例进行仿真验证,结果表明该方法在高功率密度分布式光伏接入的配电网电能质量治理问题中具有良好的效果。     

主动配电网谐波综合治理方法

主动配电网技术加强了配电网对可再生能源的吸纳能力,但是由于新能源(如风能、太阳能)的间歇性和不稳定性,以及分布式电源接入配电网所需要的电力电子器件调控,给配电网引入了谐波污染。本文针对分布式电源引入谐波的情况,提出采用电力滤波器综合配置的方法进行主动配电网谐波综合治理。首先采用无源电力滤波器通过网络固有节点法治理含量较多的谐波次数,然后分步逐个加入有源电力滤波器进一步改善滤波效果。仿真算例表明,本文提出的主动配电网电力滤波器综合配置法能够有效治理谐波,保证主动配电网各节点谐波电压含有率和电压总谐波畸变率满足IEC61000-2-2标准的要求。     

基于HHT变换的微网电压闪变与谐波检测新技术

微网中大规模的分布式电源由于其自身特点及大量电力电子设备的使用,容易引起电网电压波动、电压闪变及谐波等电能质量问题,影响电力用户的供电要求。利用HHT（Hilbert-Huang transform）变换方法对微网中的电压闪变、谐波等电能质量扰动信号进行了EMD分解,得到各IMF分量,通过对IMF分量进行Hilbert谱分析和边际谱分析。仿真结果表明,该方法能快速有效地检测出微网中电压闪变信号的频率和幅值及谐波信号产生及终止的时刻。     

多运行方式多网络结构系统电压暂降的随机预估及缓解措施

电压暂降因给高新技术产业用户造成巨大经济损失而越来越受到关注.为了研究配电网用户电压暂降事件的缓解措施,以某经济开发区电网为例,采用Monte-Carlo仿真法模型,基于EMTDC/PSCAD对配电网进行了多网络结构多运行方式的电压暂降随机预估.基于评估结果的分析对比,提出了缓解电压暂降的一系列措施建议、敏感用户接入系统原则和建设"电力优质微网"的概念,并验证了电力用户选择至少要能承受幅值70%的电压暂降的用电设备和电力公司在配电网规划设计以及运行上采用分片多电源开环供电方式是减少电压暂降事件发生的非常有效的措施.     

基于灵敏度分析的谐波治理设备多目标优化配置方法

在非线性负荷和分布式电源大量接入配电网的背景下,配置有源电力滤波器是解决电压波形畸变、谐波损耗激增、电能质量下降等一系列谐波污染问题的有效措施之一。为合理选择配电网中有源电力滤波器安装位置与容量,协调谐波治理成本和效果之间的关系,文中提出一种基于灵敏度分析的有源电力滤波器多目标优化配置方法,实现了有源滤波器位置和容量的快速求解。建立配电网谐波潮流计算模型,使用灵敏度分析方法处理所有节点,获得了安装节点集合;考虑节点电压的谐波畸变率和投资成本,建立滤波器容量优化模型;通过分解多目标进化算法求解优化模型;对IEEE 18节点配电系统进行仿真计算,结果表明了文章所提方法的有效性。     

基于电力电子调压器的电网综合治理控制策略

针对稀疏地区配电网线路较长、负荷分散、分布不均易导致电网电压降落或波动,以及新能源分散式接入带来的电压降落和电网谐波问题,提出了基于电力电子调压器的电网电压综合治理控制策略,通过在三相坐标系下对串联侧补偿电压进行直接控制,实现了电网侧谐波电压的提取和补偿,提升了负载侧电压的电能质量。结合稀疏地区负载特征在Simulink中进行了仿真模型的算例验证,结果证明此方式能对电网电压中的降落进行补偿并实现谐波治理,能够有效提高稀疏地区用户的用电质量。     

基于PET控制特性的交直流配电网直流侧低频振荡分析

随着新能源、储能和柔性直流技术的发展,交直流混合配电网逐渐成为未来配电网的重要发展方向,大量电力电子设备接入给配电网带来了低频振荡等动态问题。为深入研究交直流混合配电网直流侧低频振荡问题,文中根据交直流配电网系统实际工程应用,对电力电子变压器主阀塔中的H桥串联和隔离型双向有源桥结构、三相逆变器以及三相Buck变换器等关键环节进行详细建模。通过时域仿真,复现了该交直流配电网实际工程中直流侧的4 Hz低频振荡现象,验证了所建数学模型的正确性。基于所建数学模型对功率和控制器参数等关键影响因素进行了定性分析,最终得出结论如下：功率水平、Buck环节电压环控制参数影响系统稳定性;Buck环节电流环积分系数影响振荡频率。     

基于配电网谐波责任划分的分布式有源滤波系统

随着电力电子装置的广泛应用和多种分布式能源的接入,低压配电网的电能质量问题已日益突出。为改善多馈线型低压配电网公共连接点(PCC)处的电能质量,降低其电压谐波失真,以具有谐波补偿功能的单相光伏并网设备为基本单元,构建了一个分布式有源滤波系统。通过分析低压配电网中各馈线对PCC处电压谐波的责任,对各馈线的谐波补偿任务进行了优化调整。此外,采用基于虚拟谐波阻抗的下垂控制方法,实现了多设备并联时的自主协调,并提出了一种参考PCC处谐波责任的谐波补偿容量分配算法,提升了在输出容量限制情况下分布式有源滤波系统的谐波补偿效果。最后,通过软件对上述模型和控制策略进行了建模与仿真,仿真结果验证了该系统的可行性和有效性。     

基于小波变换模极大值的电能质量扰动检测与定位

随着各种敏感电力电子设备在工业中的广泛应用,诸如短时低电压、短时过电压等电能质量扰动问题已成为近年来各方面的关注的焦点。对于短时低电压扰动发生、恢复时刻的检测与定位则电能质量监测和统计中获取相关指标首先要解决的问题。该文对小波变换模极大值检测原理及其在和短时低电压、短时过电压扰动信号检测中的应用进行了详细的研究,通过检测小波变换模极大值,实现了对短时低、短时过电压扰动发生、恢复时间的精确定位。仿真计算结果表明上述检测方法是有效的。     

基于逆变电源的中低压配电网谐波阻抗测量研究

基于谐波注入的阻抗测量方法具有谐波幅值可控的优势,在阻抗测量中得到了广泛的应用。文中介绍了一种基于逆变电源的中低压配电网谐波阻抗测量方法,针对不同电压等级的配电网设计了不同的测试拓扑,分析了通过逆变电源产生的谐波电压测量中低压配电网谐波阻抗的原理;同时,建立了不同控制方式逆变电源的戴维南模型,并分析了不同控制逆变电源等效电路的特性;为了提高测量精度,同时满足测试时的电网谐波要求,文中也提出了一种谐波注入准测。最后通过Simulink仿真证明,基于逆变电源的配电网谐波阻抗测量方法可以准确测量出配电网阻抗参数。     

自适应频率跟踪的谐波电流检测方法

针对电网电压的频率在运行过程中会发生变化,导致谐波电流检测精度下降并直接影响到有源电力滤波器的补偿效果,为此提出了一种基于自适应频率跟踪的谐波电流分频检测方法。该法根据普罗尼谱估法中电导矩阵的频率变化情况,采用LMS算法在线优化从而能独立实时地检测出各相电流中的基波和各次谐波分量,并且直接处理检测结果,具有优良的跟随性能。仿真结果证明了该方法的可行性。     

分布式电源接入配电网的最佳位置和容量研究

提出一种考虑反向潮流次数、电压质量和网损为目标的分布式电源接入配电网最佳位置和容量的方法。该方法利用序贯蒙特卡洛模拟法处理风光联合电源出力的随机特性,根据配电网的运行特点,对配电网中的负荷进行加权处理。以配电网电压改善效果最好、潮流反向次数最少、网损最小作为目标函数,以节点电压、有功功率、无功功率等为约束条件,运用牛顿法进行配电网潮流分布计算,确定最佳位置和容量。结合实际配电网进行了仿真,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于IGSO计及谐波电压畸变的无功优化

近年来电力电子装置的广泛应用引起了谐波污染。如果直接对电力系统进行无功优化,谐波频率下容易产生系统与电容器之间的谐振或谐波放大,使系统的谐波畸变率大为增加,破坏系统的安全运行。针对这一问题,提出了计及谐波电压畸变的无功优化模型;在网损最小的基础上,将各节点基波电压和总谐波畸变率越限情况以惩罚项的形式加入目标函数中,将改进萤火虫算法（IGSO）应用到无功优化中,给出基于IGSO计及谐波电压畸变的无功优化具体步骤。通过对IEEE 30节点算例的仿真分析,验证本方法的可行性和优越性,在减小网损和总谐波畸变率的同时,提高了收敛速度和计算精度。     

考虑电能质量的分布式电源优化配置

针对大量电力电子设备投入电网造成严重电能质量问题的现状,提出考虑谐波畸变和电压暂降损失的分布式电源(Distributed Generator,DG)优化配置方法。该方法以DG配置成本、有功损耗、电压暂降损失最小为目标函数,并在满足配网潮流等式和不等式约束的基础上增加谐波畸变限值的约束条件,建立多目标优化模型,最后采用非劣排序遗传算法(Nondominated Sorting Genetic Algorithm-II,NSGA-II)求得最优配置方案。通过IEEE 33节点配电网络对此配置算法进行仿真验证,结果证明该方法得到的DG配置方案可有效降低谐波畸变率、暂降损失及网络损耗。     

面向中压配电网的电力电子变压器控制策略研究

为实现电力电子变压器在电力系统中保证各环节稳定工作以及良好的电能质量,根据电力电子变压器的自身特点,采用分级策略控制其运行工作,输入级与隔离级分别采用电压电流双闭环和电压闭环控制,用以稳定后逆变器的直流电压;输出级采用电压单闭环控制和恒频恒压(V/f)控制。搭建了基于Matlab/Simulink的三级电力电子变压器中压配电仿真系统,通过仿真实验验证了PET在两种控制策略下都能够输出稳定的三相电压电流,同时有效减少了谐波污染;对比不同控制策略下系统各环节的波形变化情况,对电力电子变压器在中压配电网的工程应用具有一定参考价值。     

基于短时网格分形维数的电能质量扰动检测

随着微处理器和电力电子等智能器件越来越多地在工业过程控制中的应用 ,诸如电压上升、电压下降等电能质量扰动问题已成为近年来各方面关注的焦点。对电能质量进行有效地分析和检测不仅必要而且十分迫切。为此提出用短时网格分形维数来检测电能质量扰动 ,并给出了短时网格分形维数的计算方法。仿真结果表明 ,该方法能准确有效地检测到电能质量扰动 ,并能精确地确定电能质量扰动的发生、恢复时刻