滤波器抑制电网谐波研究

分析无源滤波器和有源滤波器抑制电网谐波的工作原理及各自优缺点，从谐波补偿角度，探讨无源滤波和有源滤波结合使用的可行性，提出了用无源高通滤波器与串联型有源滤波器结合抑制谐波的发展方向，并对此种滤波器的结合和原理进行了研究。     

考虑电源谐波的无源补偿网络设计方法

目前三相负载不对称系统无源补偿的研究极少考虑电源背景谐波的影响,这与系统实际状态不符.在分析电源背景谐波对无源补偿效果的影响时发现,当电源含有谐波时,补偿网络的电容元件会放大电容支路的谐波电流,进而导致电源的电流畸变率远大于其电压畸变率.针对此问题,提出了一种考虑电源背景谐波的无源补偿网络设计方法,通过在电容支路串联电抗器实现补偿网络电容支路的参数修正,使电容支路在基波下表现为容性,在各次谐波下表现为感性,进而达到抑制电源电流谐波的放大,且不影响补偿性能指标.仿真和实验验证了无源补偿方法的正确性以及参数修正的有效性和可行性.     

无源滤波器的仿真分析

船舶采用电力推进系统首先要面对的就是谐波的问题,而目前抑制谐波的主要方法不外乎采用高功率因素变流器、无源电力滤波器和有源电力滤波器三条件,本文就无源滤波器的抑波原理及其仿真实例,说明无源滤波器在船舶电网谐波抑制方面的特点。     

基于CRT解耦工作模式的电压控制系统

基于顺次单支路工作模式的变压器式可控电抗器(controllable reactor of transformer type,CRT)具有良好的电压控制能力,但是CRT各控制绕组间耦合严重.在分析CRT解耦工作模式基本原理的基础上,提出基于CRT解耦工作模式的高压长距离输电线末端电压控制系统,并给出了控制器参数计算公式;采用查表法对工作绕组电流与各控制绕组晶闸管触发角之间的非线性关系进行线性化处理.仿真结果表明,提出的CRT电压控制系统可以实现CRT各控制绕组的解耦,并维持输电线路末端电压稳定.     

可控式TMD-混合水箱系统减振控制策略

工程振动或计算、施工误差使结构的固有频率发生偏移或使实际的固有频率与设计值出现偏差,导致被动调谐类阻尼器减振效果明显下降．为了改善调谐阻尼器的这种失谐效应,提出了可控式TMD-混合水箱系统（controllable TMD-hybrid tanks system,简称CTHTS）的概念,通过改变系统中挡板的开合状态,以应对结构频率发生偏移．阐述了该系统中各参数的设置方法,导出了调谐液柱阻尼器（TLCD）、调谐液体阻尼器（TLD）以及结构．混合系统（THTS）的运动方程,并通过算例中CTHTS与普通TMD对结构减振效果的比较,证明了CTHTS的优越性和减振策略的有效性。     

变压器式可控电抗器的电磁暂态建模与仿真分析

为研究变压器式可控电抗器CRT(controllable reactor of transformer type)的暂态特性,将CRT的工作过程分为接入过程和换级过程,并根据等值电路图分别建立了暂态数学模型.以包含4个控制绕组的CRT为例,利用电磁暂态计算程序ATP-EMTP建立了仿真模型.通过对不同电压初相位的仿真计算,得出了最理想的接入过程工作方式,以及在最严重情况下的激磁电流;通过对不同晶闸管投入时刻下换级过程的仿真分析,得出了最理想的换级过程工作方式.仿真结果与分析结果一致,可以为CRT后续的控制系统设计提供可靠的暂态性能数据.     

牵引网高次谐波对高低压三相系统的渗透特性

为研究牵引网高次谐波对高低压三相系统的影响,建立了阻抗匹配平衡变压器谐波模型,分析了高次谐波对公共电网高压三相系统的渗透特性;建立了牵引变电所用逆Scott变压器谐波模型,分析了高次谐波对牵引变电所低压三相系统的渗透特性;对牵引侧高次谐波含量较高的牵引变电所进行了测试,分析了谐波实测数据,并与谐波模型分析结果进行了对比;提出了一种适用于牵引变电所低压三相系统的Y型阻波高通滤波器滤波方案,并研制了一套滤波试验装置.研究结果表明,牵引网高次谐波对公共电网高压三相系统的渗透较小,但会明显渗透到牵引变电所低压三相系统;滤波装置投入运行后,牵引变电所低压三相系统a相电压谐波畸变率由12.25%降为1.94%,b、c两相电压谐波畸变率也明显降低,滤波装置有效的滤除了高次谐波,改善了低压三相系统供电质量.      

有源滤波器在铁路供电系统中的电流补偿

阐述了用一有源滤波器与铁道供电系统相接,以注入牵引负载所需的谐波、无功和负序电流。因此供电电源只提供负载的有功电流,有源滤波器采用电压源ＰＷＭ型变流器。     

电力推进船舶电网谐波抑制方案的探讨

电力推进船舶电网的谐波问题日益突出和严重,简述了抑制谐波的思路和主要途径,探讨了船舶电网谐波抑制方案及相关技术,主要从高功率因数变流器、无源滤波器、有源电力滤波器3个方面进行讨论,其中包括多相整流技术、脉宽调制（PWM）整流技术和功率因数校正（PFC）技术,并给出了它们在船舶电力推进系统中的应用案例．     

路面结构参数对拓宽道路附加应力的影响

应用有限元程序,将路堤顶面的差异沉降作为位移约束条件直接施加到路面结构底部,建立了差异沉降下路面结构应力的计算模型.分析了路面结构参数变化对拓宽道路的影响,并采用正交设计法进行了结构层参数变化的敏感性分析.结果表明,路面各层附加应力随着不同结构层厚度和模量的增大而有相应地增大或减小,对基层底附加拉应力而言,基层厚度和模量的变化对其影响最大.对不同的路面结构层底附加应力,各因素影响显著性程度不一样.     

基于有源滤波器和斯科特变压器的同相牵引供电系统

提出了一种采用斯科特变压器和平衡变换装置的铁道牵引供电系统同相供电方案。平衡变换装置由两个电压型单相有源滤波器构成，用以补偿负载的无功和谐波电流，以及变压器两副边绕组的不平衡电流。无论负载实际的特性如何，经过变换之后在变压器的输入侧都表现为三相对称的纯阻性负载。文中分析了系统的结构和工作过程，提出了单相有源滤波器的状态优化控制方法。以一列满载运行的机车为对象，进行了供电系统的软件仿真研究，仿真结果证实了该系统的正确性。     

基于APF的盾构机无功补偿与谐波抑制研究

在盾构机供电系统中,由于目前采用的补偿方案无法在不同工况模式下对系统进行动态无功补偿及谐波治理.为此,提出了在盾构机供电变压器低压侧装设有源电力滤波器(active power filter,APF)的无功补偿与谐波治理方案.首先,在双闭环控制理论的基础上,引入模糊自适应PI控制器以改善APF直流侧电容电压的稳定效果;其次,利用电压控制器的输出和电网电压产生的基波因子相乘得到指令信号,控制APF进行无功补偿和谐波抑制;最后,在Matlab/Simulink环境下进行了仿真.实验结果表明,提出的方法能在负载变化的情况下有效地滤除系统中的各次谐波并提高功率因数,同时该方法不需要进行谐波电流检测,降低了算法的复杂度,能有效降低硬件成本.     

准Z源逆变器共模电磁干扰抑制的改进

在准Z源逆变器中,正常运行时绝缘栅双极型开关管的高速开关动作,会产生很大的电压变化率、电流变化率,产生严重的共模电磁干扰,且现有的抑制方法效果不理想.针对此问题,首先对准Z源逆变器拓扑结构和工作原理进行分析;其次对逆变器共模电磁干扰产生的主要原因进行理论分析;然后研究了抑制共模电磁干扰的方法,从干扰源和耦合路径方面考虑,设计一种改进的无源滤波器进行抑制;最后通过仿真对抑制前后的准Z源逆变电路进行验证.仿真结果表明:该滤波器在传导干扰频率范围内能有效抑制产生的共模电磁干扰,证明了该方法的正确性,使准Z源逆变器的电磁兼容性有明显提高.     

盘式压电变压器与Rosen型的特性比较

基于压电变压器的经典集总参数等效电路模型,给出了由双口网络导纳矩阵Y参数描述的压电变压器电气特性表达式,采用盘式降压压电变压器和Rosen型反接的模型参数进行了仿真分析和比较.结果表明,Rosen型压电变压器反接后的电气特性在一定负载范围内与降压压电变压器的特性相吻合.     

盘式压电变压器与Rosen型的特性比较

基于压电变压器的经典集总参数等效电路模型,给出了由双口网络导纳矩阵Y参数描述的压电变压器电气特性表达式,采用盘式降压压电变压器和Rosen型反接的模型参数进行了仿真分析和比较.结果表明,Rosen型压电变压器反接后的电气特性在一定负载范围内与降压压电变压器的特性相吻合.     

单元串联多电平高压变频器的仿真建模

阐述了单元串联多电平移相式PWM电压源型变频器原理,介绍了多电平变频器的仿真建模过程,说明了脉冲模块、一个单元模块、单相模块和三相变频拖动系统的封装以及参数意义和参数设置,对于新型电力电子装置的开发和研究具有一定的参考价值．证明了单元串联多电平高压变频器谐波污染小,输入功率因数高,输出的波形好,不必采用输入谐波滤波器和功率因数补偿装置,从而为生产实践提供有意义的指导,对于高压变频器的国产化具有重大的现实意义。     

海洋工程船的电网谐波抑制方案和仿真研究

节能环保是国内外船舶的绿色发展道路.特别体现在海洋工程船的大型施工设备和施工设备的变频电力驱动技术上.简述了海洋工程船舶电网的谐波抑制思路,介绍一种谐波抑制的具体方案——3次谐波注入的高功率因数变流器,探讨了高功率因数无源变流器的设计电路,包括桥前采用3次谐波注入的高功率因数三相无源变流器的电路拓扑结构,并利用MATLAB 7.0/SIMULINK 6.0搭建了其仿真模型.仿真结果表明,使用3次谐波注入的高功率因数变流器既能对输入电流具有一定的谐波抑制效果又能提高功率因数.     

级联H桥APF的CPS-TPWM调制策略及应用初探

电气化铁路牵引负荷的非线性、不对称和波动性所引起的谐波、三相不对称等,会显著影响牵引供电系统的供电质量,并联电容器组无源补偿或带有复杂降压变压器混合补偿的工程措施,其动态补偿性能较差,且系统构造复杂.基于此,提出将级联H桥多电平单相有源电力滤波器(APF)直接接入牵引供电网,并引入载波相移梯形波脉宽调制(CPS-TPWM)策略,实现系统的补偿控制.通过Matlab/Simulink环境下搭建的27个单元的单相级联H桥APF主电路和控制系统模型,仿真验证了补偿控制方案的可行性和有效性.     

有源滤波器的仿真分析

采用电力推进系统的船舶首先要面对谐波危害的问题。针对抑制谐波的无滤电力滤波器所存在的缺陷,本文根据有源滤波器的抑波原理及其仿真实例,说明有源滤波器在船舶电网谐波抑制方面的特点。     

磁集成变压器式可控电抗器结构及其磁路与电路分析

为满足变压器式可控电抗器(controllable reactor of transformer type,CRT)"高阻抗、弱耦合"的设计要求,利用磁集成技术提出了一种CRT本体结构.首先,通过在工作绕组与控制绕组之间设置漏磁铁芯,使变压器与限流电抗集成在一起,构成一个具有"高阻抗"的基本独立单元,再将多个基本独立单元并联构成CRT本体,实现"弱耦合"的设计要求;其次,在构成的结构基础上建立了其等效磁路和等效电路模型,详细分析了不同工况下主磁通与漏磁通的分布情况,推导了揭示电流变化与磁通变化之间内在联系的电流计算公式;最后,在此基础上,针对一个控制绕组额定电流分别为10、15、20 A的单相3级CRT进行了仿真计算.仿真结果表明:当各控制绕组依次单独短路时,工作绕组电流分别为9.997、24.540、43.900 A,与其额定电流值基本相同;已工作的控制绕组短路电流未因后续投入工作的控制绕组而改变,说明了该结构能够满足CRT"高阻抗、弱耦合"的设计要求.