电力电子系统的无功功率补偿与谐波抑制研究

对电力电子系统的无功功率与谐波抑制方法进行分析。包括谐波的产生、谐波和无功功率的危害、谐波分析的理论基础、非正弦电路的功率，并对并联有源电力滤波器进行了理论分析，对系统加入有源电力滤波器前后利用Matlab／Simulink分别进行仿真研究，比较功率因数和总谐波畸变率，最终满足加入有源电力滤波器后的功率因数接近1，交流侧电流总谐波畸变率小于5％。负载不对称时，加入有源电力滤波器后三相电流完全平衡。仿真结果表明，并联型有源电力滤波器在抑制谐波、补偿无功功率方面具有良好的效果。     

地面谐波治理装置的研制及工程应用

提出了一种交流牵引网谐波治理地面方案,通过有源滤波装置和无源滤波装置分别滤除牵引网的低次和高次谐波电流,同时还兼有对牵引网进行无功功率补偿的功能。对利用该方案研制的地面谐波治理装置进行了测试和实际应用,结果表明:其治理牵引网谐波及无功功率效果良好,可有效消除车网谐振风险。     

城市轨道交通2种供电方式下供电系统功率因数分析

针对城市轨道交通供电系统无功功率过补偿问题,建立集中、分散2种供电方式下的供电网络模型,基于节点电压法,给出用于轨道交通供电系统功率因数分析的简化算法,并分析2种供电方式下不同负载率、不同0.4 kV母线功率因数对整个供电系统功率因数的影响.计算分析表明:在集中供电方式下,由于电缆线路长、电压等级高、无功功率返送现象严重,并难以通过调整0.4 kV母线功率因数避免返送无功功率,因此需要在主变电所35 kV母线上并联无功功率补偿装置,以吸收电缆产生的容性无功功率;在10 kV分散供电方式下,因为电缆线路短、电压等级低,返送无功功率现象较轻,所以可通过调整0.4 kV母线功率因数解决无功功率返送问题.     

电气化铁道对无功计量影响的研究

电气化铁道系统为电网注人大量谐波电流,降低了电网电能质量,而目前谐波对无功电能表计量特性影响的研究还不完善。为此在传统无功功率定义的基础上,按照C.Budeanu频域法给出的谐波下非正弦无功功率的定义。分析了电气化铁道中谐波对目前无功计量2种表计的精度影响,提出电气化铁道中无功计量表计的选择原则。     

城市轨道交通供电系统无功功率研究

对城市轨道交通供电系统无功功率进行分析、计算,阐明无功功率的分布特点。针对计量考核点位于市区变电所,110 kV电缆线路较长而引起考核点功率因数不达标的现象,结合高压动态无功补偿发生装置(SVG)的工作原理,总结出一种简单易行的调整考核点无功功率平衡措施。根据系统有功电量与110 kV电缆无功电量的比值大小,合理设置SVG装置运行参数,以提高供电系统的运行经济性。     

城市轨道交通供电系统谐波谐振剖析

城市轨道交通供电系统在一座主变电所支援供电运行方式下运行,供电电缆较长,电缆的对地电容与主 变压器漏感可能发生谐波参数匹配,放大系统内的背景谐波,引发谐振。以某市 1 号线地铁供电系统调试期间发 生的一起 11 次谐波谐振事故为背景,搭建谐振电路模型,分析城市轨道交通供电系统谐波谐振产生的原因,即 系统背景中的 11 次谐波被供电电缆对地分布电容和主变压器漏感构成的并联回路放大,分析结果与现场记录数 据一致。同时,提出采取一些措施：前期工程设计计算系统谐波阻抗参数,严格限制背景谐波含量,使其满足规 范要求,评估整流器生产工艺,明确 SVG 滤波功能等,以提高供电系统抑制谐波的能力。     

单相电路谐波及无功电流实时检测方法研究

针对单相电路无功和谐波补偿的要求,提出一种基于瞬时无功功率理论的谐波和无功的直接检测法.该方法较好地解决了单相电路的谐波和无功电流的检测,算法简单且易于实现.并对锁相环引起的误差进行了理论分析,同时加入了谐波反馈信号,补偿低通滤波器的延时,加快动态响应速度.仿真结果证明该方法的有效性.     

京沪高铁谐波综合治理方案研究

电气化铁路中的谐波问题一直是铁路与电力部门关注的焦点。介绍高速铁路牵引供电系统的构成与特点,通过实际测试分析牵引负荷谐波分布特性,提出背靠背有源滤波器和阻波高通滤波器相结合的谐波综合治理方案,并分别阐述其结构和功能等。该方案在有效解决高速铁路谐波问题的同时,还可以补偿负序电流,必要时提供牵引负荷所需无功功率。     

基于晶闸管二进制补偿器和PWM-IGBT有源功率滤波器组合的普通负载全补偿系统

介绍用于分布网络中能够消除谐波,平衡负载和产生或吸收无功功率的全补偿系统.该系统基于晶闸管二进制补偿器(TBC)和PWM-IGBT有源功率滤波器(APF)相级联的组合.TBC能补偿基波无功功率,平衡连接到系统的负载.APF能消除谐波,补偿少量的负载不平衡或由于TBC二进制条件而不能消除的功率因数.TBC由一串被标定的二进制电容器和每相一个电感器构成.该拓扑允许采用数量合适的电容器,也允许无功功率补偿的软变化,其产生的谐波可忽略.当线电压达到电压峰值时,电容器接通,以避免产生浪涌电流.必要时,电感器可帮助平衡负载和吸收无功功率.APF的作用是测试电源电流,迫使电源电流为正弦电流.这2个变流器(TBC和APF)工作独立,使系统控制简单可靠.仿真表明,在只有一个循环耦合中,系统能够响应许多种瞬时干扰.文章分析了所提出的电路和它的工作方法,并给出了工作时的一些实验结果.     

京沪高铁固镇变电所直挂式高压有源滤波器测试分析

随着大量不同型号的电力机车上线运行,电力机车产生的谐波和无功分量影响了电网电能质量,严重时影响电气化铁路的正常运行,牵引供电系统谐波治理和无功功率补偿得到运营单位的广泛关注.依托京沪高速铁路谐波治理工程,研制了直挂式高压有源滤波器,并在固镇牵引变电所两供电臂T-N间分别装设进行运行测试,实时监测铁路供电系统负序和牵引网谐波电流.通过有源补偿装置补偿,能吸收牵引供电系统2～13次低次谐波,改善功率因数、电压质量及负序和减少谐波对供电系统的影响.     

功率因数校正系统的模糊控制及其仿真研究

随着电力电子设备的应用越来越广泛，谐波和无功问题也日益严重，给工业生产和社会生活带来了危害与不便。因此，提高功率因数消除谐波成为电力电子学界和全社会关注的热门问题。在引入模糊控制理论基础上，重点介绍了一种应用于设计功率因数校正系统中的MATLAB和PSIM联合仿真方法，并用这种方法设计了一个功率因数校正（PFC）系统。通过计算仿真表明，引入模糊控制设计的PFC系统能明显提高系统的功率因数，响应快，稳态精度高。     

城市轨道交通供电系统35 kV母联主动式自投方案研究

分析了目前城市轨道交通供电系统中三种35 kV母联自投启动方案的优缺点.提出了基于保护跳闸信号的主动式自投启动方案,缩短了自投的动作时间,使自投范围更加准确,且在变电所反向供电运行方式下仍可准确动作.     

信号控制电源传输分析

本文通过两个故障实例，分析了条件电源的依赖性、独立性和隐蔽性特征，并有针对性地提出电阻法和电压法两种检查方法，消除条件电源混线；对电源接地中直接接地和条件接地的不同表现方式进行了分析，尤其对公共回线控制电路中条件接地的查找和处理，提出了更为简便、快捷的方法。     

轨道交通供电系统功率因数分析及补偿方案研究

研究目的:近年来我国轨道交通建设事业迅猛发展,但功率因数问题一直是困扰轨道交通供电系统的重要问题,常常导致电力部门的高额罚款。为提高功率因数,需对无功补偿方案进行研究。在分析国内城市轨道交通供电系统无功补偿现状的基础上,通过对整个供电系统综合功率因数的分析计算,研究几种无功补偿方案,并最终确定一种新的综合无功补偿方案。研究结论:城市轨道交通线路的无功补偿方案应根据自身供电系统的实际情况,并通过综合功率因数分析计算或实测分析,来综合考虑采用高压、低压侧相结合的无功补偿方案;在条件允许时,建议采用主所设SVG+各车站变电所0.4 kV侧设APF的综合补偿方案。     

一种简化空间矢量调制方法在风电变流器中的应用

根据PWM变流器开关函数及伏秒平衡原则,采用一种开关函数面积矢量概念对常规SVM（空间矢量调制）进行简化。并说明了简化SVM在DSP中的载波实现方法。通过仿真及在风电变流器中的应用实验验证了该简化SVM载波实现方法的正确性。仿真及实验结果表明,采用简化SVM的载波实现方法可以获得与常规SVM同样的调制效果,但是可以简化计算流程,便于SVM在多电平变流器中的推广应用。     

应用均匀分布负荷进行供电计算

均匀分布负荷是电力系统中经常采用的分析方法,本文以牵引网电压降计算为例,介绍了应用均匀分布负荷进行供电系统计算的方法,以全并联供电计算为重点,突出体现了采用该方法进行供电计算所具有的特点和优势。     

计算机联锁系统辅助电源设计

介绍了多输出单端反激开关电源的设计方法,该方法适用于计算机联锁系统辅助电源的设计。分析多输出单端反激电源的工作原理,双闭环控制方式和工作模式;详细阐述了高频变压器的设计方法以及关键元器件和电路参数设计。该方法设计出的电源符合计算机联锁系统辅助电源性能要求,具有很大的实际工程价值。     

新能源发电系统低电压穿越测试用试验电网数学建模

在新能源发电系统低电压穿越（LVRT）测试时,需要研究试验电网的各种电压跌落故障特性及其对新能源发电系统的影响,因此需对试验电网数学建模并进行相关研究。文章在研究试验电网接线原理基础上,对试验电网数学模型进行了推导：并设计了电压跌落发生器的控制策略。仿真与试验结果验证了该数学模型的正确性和精确性。     

交联聚乙烯电缆在线绝缘诊断新方法研究

研究目的:交联聚乙烯(XLPE)电缆有广泛的适用范围,研究其绝缘早期劣化检测方法对于延长电缆寿命有着关键的作用。研究方法:建立了水树精确数字仿真模型,提出一种新的在线绝缘诊断方法:高频信号叠加法。在电缆屏蔽层叠加高频低幅电压信号,以凸现损耗电流波形,利用分形方法对采集到的损耗电流信号进行分析。研究结果:XLPE电缆的水树的劣化使得损耗电流中谐波分量增加。谐波分量主要由于水树的非线性电压-电流特性引起。谐波分量的出现使损耗电流信号的分形维数增加。本文分别计算了容量、信息、关联3种维数,分析了各种维数和水树劣化之间的内在联系。研究结论:分形维数很好地反映了电缆中水树劣化的程度,可以作为在线绝缘水树劣化的诊断依据。     

基于重复控制的并联有源电力滤波器

为了改善系统的性能,PI调节的方法被广泛应用于控制系统中.通过分析有源电力滤波器输出电流控制系统中传统PI控制的优缺点,提出了同时使用重复控制器和PI调节器的输出电流控制方法.理论分析和实验结果都验证了这一方法的可行性.