并联电容器与电网谐波研究

研究并联电容与电网谐波之间的相互影响，指出在采用并联电容进行无功补偿时，必须考虑电容对电网谐波的放大和谐波对电容的严重危害。     

同相牵引供电系统平衡补偿的最优模型

为消除同相牵引供电系统中的三相不平衡、滤除谐波、补偿无功,讨论了平衡变换的两种最优补偿模型:以波形质量最优为目标的波形畸变最小模型和以获得最佳负载为目标的最佳负载模型.通过仿真分析了系统电压畸变时两种补偿模型的补偿效果.结果表明,波形畸变最小模型使系统只提供负载所需要的基波有功电流,最佳负载模型将不对称的单相负载变成三相(或两相或四相)对称纯阻性负载.在三相系统电压对称无谐波时,两者补偿特性一致;当三相系统电压不对称有谐波时,两者补偿特性有区别.     

畸变电源作用于二阶网络的研究

本文用大量实验数据和图片真实记录了畸变电源作用于二阶网络对电流冲击的影响,并通过计算给予了理论上的验证,同时还进一步分析计算了电流冲击与网络参数的关系.     

谐振式单开关多路输出Boost LED驱动电源

提出了一种谐振式单开关多路输出Boost LED驱动电源及其控制电路,分析了其工作原理及特性.该多路输出Boost LED驱动电源只需要使用1个开关管,1个谐振电感和2n-1个谐振电容就能实现2n路输出的恒流控制,具有变换器电路结构与控制简单、体积小、效率高以及成本低的特点.利用谐振电容的充放电平衡原理,仅需控制其中任意一条输出支路电流,即可实现2n路输出支路的恒流及均流控制;此外,该多路恒流输出LED驱动电源具有固有的短路保护特性,任何一条输出支路短路不会影响其它输出支路的稳态电流.最后,搭建了一台48 W的四路恒流输出实验样机,验证了理论分析的正确性.      

并联混合有源滤波器的容量分析

混合有源滤波器的容量计算是补偿系统选型的基础.基于正弦对称电压、电流建立的补偿系统容量计算在电网电压、电流产生畸变和不对称已不够准确,进而影响滤波器容量的选型.IEEE Std 1459-2010功率理论是对于非正弦不平衡系统定义的标准,并基于此功率理论推导出了新的计算方法,用算例进行分析其与传统方法的异同.分析结果表明:在满足补偿目的的前提下,电网电流正弦对称时,两者计算结果一致,非正弦情况时,利用新的方法计算后的结果可作为选择容量更小的滤波器的参考依据.     

牵引供电系统建模及其对电网谐波的影响

利用Matlab/Simulink仿真软件,搭建了AT牵引供电系统的车-网联合仿真模型,并多角度分析其对电网谐波的影响.首先建立了考虑阻抗和导纳影响的牵引网集中参数模型,在此基础上搭建了全并联AT牵引供电系统仿真模型,之后将搭建的SS9型、CRH2型牵引负荷仿真模型连接在AT供电系统模型中.利用该车-网联合模型,仿真分析牵引负荷在不同位置、数量及型号下电网的谐波电流、电压的总畸变率.仿真结果表明该模型能更精确得反映牵引供电系统对电网谐波影响的实际情况.     

基于三电平电压源变流器的同相牵引供电方案研究

提出了基于二极管箝位型三电平电压源变流器的同相供电综合潮流控制器方案.综合潮流控制器(CPFC)装置主要由两个背靠背的单相二极管箝住型三电平电压源变流器构成,主要用于传递有功功率、补偿无功功率及谐波,使得牵引供电系统相对电力系统而言,是一个三相对称纯阻性网络.分析了三电平电压源变流器的主电路结构,提出了三电平载波PWM电流控制和电容中点电压平衡控制策略.Matlab/Simulink仿真结果,验证了该方案的正确性.     

基于电容电压平衡的三相四开关整流器FCS-MPPC策略

针对三相四开关整流器电容电压不平衡,进而影响系统稳定性的问题,提出了电容电压平衡的三相四开关整流器有限控制集模型预测功率控制策略.在控制系统的价值函数中,引入抑制电容电压波动目标项,以保持直流侧电容电压平衡,既兼顾有功/无功功率脉动最小且能有效地平衡电容电压,最终实现网侧电流谐波含量低、波形质量好、系统稳定性高.仿真测试结果验证了所提方法的有效性.     

基于QPR调节器谐波补偿的并网逆变器控制研究

为改善微电网系统中的输出电能质量,针对并网逆变器输出电流中存在的谐波问题,设计了一种附加谐波补偿器的QPR控制器.首先,建立三相并网逆变器系统的数学模型;然后针对QPR控制方法无法消除逆变器输出电流中谐波的问题,构造了QPR调节器与谐波补偿器并联的电流控制器,以实现对逆变器输出电流中谐波的抑制;最后建立基于QPR调节器谐波补偿的并网逆变器仿真模型.仿真结果表明,所构建的电流控制器系统具有谐波补偿能力,采用该控制策略的并网逆变器系统具有高质量的输出电流和较小的功率及频率波动.     

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.     

有源电力滤波器的研究与实验

本文介绍一种新颖的有源电力滤波器，由它提供的补偿电流可以有效地消除负载中的谐波电流，提高电网的功因数。即使在电网的参数发生变化时，也能自协产生相应的补偿电流。     

电牵引负荷谐波在复线牵引网的分布

本文分析了电力机车谐波电流在一般复线末端并联供电牵引网中的分布。文中视牵 引网为分布参数网络,通过引入复线牵引网谐波分布计算的变换分析法,完成了复线 含互感时牵引网谐波电流分布的分析与计算,并结合实际情形给出了机车谐波电流 在复线牵引网中分布的规律及特点.      

基于支路法的串联谐振分析

为有效分析电力系统串联谐振引起的支路谐波过电流问题,提出了基于支路法的串联谐振分析方法,应用该方法对三母线系统和IEEE14节点系统进行了测试分析,并与成熟的模态分析法,即通过求解网络导纳奇异矩阵特征根分析谐振机理的方法进行了比较. 利用串联支路出现导纳极大值获得的谐振频率与利用模态分析法得到的谐振频率相近这一结果表明,提出的方法能准确地识别电力系统中的串联谐振频率,有效分析串联谐振问题,具有较好的实用性.      

配电网谐波的产生及治理措施

分析了配电网谐波产生的原因,指出随着现代工业的发展,大量换流设备不对称负荷等非线性用电设备在配电中的应用,这些负荷产生大量谐波注入电网,造成电压波形畸变,电能质量下降。此外当配网无功补偿电容器选择不当时,还会引起谐波放大,造成更严重的后果,因此应采取措施治理。     

单相LCL型并网逆变器的延时减小与补偿方法

数字控制的LCL单相并网逆变器会产生控制延时,这会严重影响系统环路特性.为了解决此问题,提出了一种基于双电流闭环即时采样与零极点补偿结合的控制策略.首先,分析了传统电容电流反馈控制的LCL并网逆变器产生的延时对系统有源阻尼特性的影响;其次,分析了并网电流环的延时对系统幅频特性的影响;之后,对电容电流环和并网电流环采用即...     

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.      

一种基于晶闸管可控的变压器型滤波器

针对传统无源滤波器因元件参数变化引起的失谐以及TCR型滤波器存在附加谐波的问题,提出一种基于晶闸管可控的变压器型调谐滤波器.在分析无源滤波器和TCR型滤波器的工作原理和结构基础上,将TCR型滤波器中的电抗器替换成变压器型电抗器,分析了晶闸管可控的变压器型调谐滤波器的基本结构和等效电路.仿真分析表明,在失谐情况下该型滤波器仍具有良好的调谐性能,可有效抑制附加谐波并改善传统无源滤波器易受参数变化影响的缺点.     

额定功率下高速机车谐波特性的仿真分析

通过综合分析高速机车脉宽调制(PWM)整流器谐波电压产生的过程和牵引供电系统的谐波阻抗特性,对高速机车以额定功率运行时谐波的动态特性进行了计算和分析.采用双傅立叶级数和Bessel函数推导出PWM整流器谐波电压的计算式;基于分布参数模型导出了接触网谐波阻抗的表达式,进而对串联、并联谐振进行了分析.在此基础上,对机车在额定功率下的谐波电压和谐波电流进行了仿真计算和频谱分析.结果表明:谐波电压和谐波电流的频谱特性均与机车位置有关,尤其是谐波电流的变化更大;特定次谐波在特定线路位置发生串联谐振,且谐振位置随机车位置变化;谐波电流含量很小,主要集中在3～9次低次谐波和发生串联谐振的频带.     

基于差分方程的空间矢量调制在APF中的应用

将空间矢量调制技术应用于有源电力滤波器的电流控制．用差分方程将APF的电流控制转换为对功率电路输出电压的控制,以有效地降低系统方程求解的复杂程度,并综合考虑电源电压及滤波电感等参数的影响,以提高系统控制的精度．仿真和实验结果表明,采用所提出的方法,当负载突变时,系统具有良好的动态响应特性．     

27.5kV所用干式变压器谐波铜耗仿真研究

近年来,铁路系统所用干式变压器运行过程中出现绝缘、绕组烧毁等现象,为了分析该现象发生的原因,分析了电力机车向牵引网系统注入的高次谐波对所用干式变压器铜耗的影响.考虑谐波情况下绕组集肤效应及邻近效应引起的损耗,基于场路耦合法,建立所用干式变压器的详细三维有限元模型;分别将单次谐波电流与复合次谐波电流作用下的所用干式变压器...