谐波抑制,无功补偿,不对称负载平衡化的统一控制策略(一)

本文对瞬时实功率和虚功率的频谱特性进行了分析，得出了瞬时实功率、虚功率的频谱特性与负载电流中的无功分量、谐波分量、不对称分量的对应关系。在此基础上，就可以建立满足各种条件下系统的谐波抑制、无功补偿及不对称负载平衡衡量化的统一控制策略。     

光伏发电系统不对称故障功率控制

研究电网不对称故障下光伏逆变器的瞬时输出功率特性,结合指令电流的总谐波畸变率的解析推导,提出光伏发电的功率控制算法。考虑光伏逆变器输出电流谐波畸变率限值约束,以有功和无功功率波动的综合幅值最小为目标,建立光伏发电功率控制参数的优化模型。基于无差拍电流跟踪建立光伏发电系统整体模型,利用PSCAD/EMTDC仿真平台验证了该控制策略的可行性。     

一种电力系统有源自动化滤波装置及其特性研究

在分析抑制谐波方法的基础上,提出用于大容量谐波抑制和无功补偿的并联混合型有源电力滤波器结构,并采用Matlab软件中的电力系统工具箱对算法完成仿真分析.结果表明,该方法可以实现高效的高次谐波检测,消除谐波分量,并进行无功功率补偿.     

军用宽带大功率连续波行波管热参数综合自动测试系统

主研人员：张其劭唐宗熙羊恺李恩贾黎刚张寿康张薇元军用宽带大功率连续波行波管热参数综合自动测试系统适用于对行波管“热”参数的综合测试，其主要测试功能有：输入和输出功率，增益和饱和增益，幅值、静态等激励，静态均衡化、瞬时等激励，瞬时均衡化，输入和输出频谱，效率、噪声功率谱密度和输入端“热”驻波系数等特性，同时还具有行波管各级工作点电压电流的数据采集与显示功能。该系统采用的校准、多仪器控制和数据采集及数据处理软件，计算机界面友好，操作灵活简便，激励功率稳定，实现了频响的灵活程控、悬浮高电位多路高电压电…     

谐波互作用的行波管二维自洽非线性理论

在瞬时带宽为倍频程以上时，非线性注波工作用将导致谐波的产生以及谐波与基波的相互耦合等现象的出现，从而对管子的特性有重要的影响。文中以行波管非线性理论为基础，推导了考虑谐波工作用的二维大信号方程组。利用文中所推导出的大信号方程组对某一实用宽带行波管的基波和谐波特性进行了数值分析，计算结果与实测结果吻合。     

时域有限差分法计算中源的研究

提出一种具有带通频谱特性的激励源，在波导不连性问题的时域有限差分法计算中，具有激励效率高，可滤除主模式截止频率以下的频率分量，使波导系统工作在单模工作频带，从而避免了截止频率分量引入的不稳定影响，实际计算表明与常规高斯脉冲激励相比，可大大节省计算时间及相应的计算机内存要求。     

考虑谐波互作用的行波管自洽非线性理论和主要结果

在瞬时带宽为倍频程以上时，非线性注波互作用将导致谐波的产生以及谐波与基波的相互耦合等现象的出现，从而对管子特性有极为重要的影响。文中旨在推广行波管非线性理论，以便能考虑这些现象。利用文中所导出的大信号方程组对某实用宽带行波管的基波和谐波特性进行了数值分析，计算结果与实测结果十分吻合。     

SPWM逆变电源输出谐波分析及抑制方法研究

在SPWM逆变电源输出电压中含有丰富的高频谐波成分,高频谐波在用电设备中引起严重的电磁干扰问题,降低了系统运行的可靠性。通过对SPWM逆变电源的输出谐波分析,提出了一种采用随机调制进行谐波抑制的方法。该方法能使逆变电源的输出电压频谱连续分布而不影响基波分量,使逆变电源的输出谐波能量分布更加均匀,从而降低输出谐波的峰值幅度,减小设备所产生的电磁干扰。通过Simulink软件仿真和实验测试,表明采用随机调制后SPWM逆变电源输出谐波峰值幅度降低了约10dB。     

永磁同步电机转矩脉动抑制方法研究

针对由电流谐波导致转矩脉动而影响电机性能的问题，课题组建立了谐波转矩模型，同时基于三相瞬时无功功率理论结合PI控制搭建了谐波抑制模块，并以谐波电流环的方式并入控制系统实现抑制电流谐波和降低转矩脉动的目的。仿真结果表明：将谐波抑制模块加入到永磁同步电机矢量控制系统后，永磁同步电机定子端相电流波形的正弦度提高，各次谐波失真率均有所降低，转矩脉动受到抑制。该研究为永磁同步电机的转矩脉动抑制提供了一种有效方法。     

风电场电能质量监测及风机功率特性曲线修正分析

随着现阶段风力发电在电网的广泛应用，对风电场的电能进行质量监测与修正风力功率的特性曲线就显得至关重要。对电能质量进行检测与评估的方法有：分析电压允许的偏差、谐波与三相不平衡度以及电压的闪变等，并结合相关的评估标准进行评估；对风力功率的特性曲线进行修正的方法有：利用风能的可利用曲线和功率特性曲线之间的关系，采取校准风能的可利用曲线来对功率特性曲线进行校准。     

有源电力滤波器的控制

三相四线制电容中点式的有源电力滤波器基于DSP的控制方法,补偿指令电流的计算与直流侧电容电压的控制都由DSP实现,通过实验验证,可以有效地消除非线性负载产生的谐波与无功分量.     

多级电流注入式STATCOM动态性能研究

与传统的多级方案相比多级电流注入式变换器MLCR（Multi-Level Current Reinjection）CSC（Current Source Converter）的优点在于它使用相对较少的开关元件达到消除谐波的目的,该变换器可产生高质量的波形,易于大功率化,可自由控制有功和无功功率．本文描述了多级电流注入式变换器作为STATCOM使用的实例,并使用EMTDC-PSCAD软件对其在电源对称与非对称状态下的动态特性进行仿真分析．当MLCR-CSC在电源对称条件下运行时有快速的动态响应,在电源非对称条件下仍能在简单的闭环控制逻辑下满足无功补偿要求．     

基于谐波特征矩阵的负载识别

给出一种基于电流谐波特性矩阵的负载识别方法，并利用二进制数独立不重复的特性，给出了求多个数据随机组合计算值的算法。此方法首先采样计算各单一负载的谐波特性，利用随机组合计算算法得到各种负载组合后的谐波特性矩阵。之后实时地计算当前电网中的电流谐波值，并将此值与谐波特性矩阵中的数据进行比对，与吻合数据对应的负载即为当前工作在电网中的负载。此方法在试验中取得了很好的效果。     

利用混沌提高dc/dc变换器的EMC性能

为了提高dc/dc变换电源的电磁兼容性,基于混沌现象的宽频谱特性提出了一种新的dc/dc变换器控制策略。首先推导了能够产生可控幅度混沌序列的Logistic映射形式,然后利用混沌序列对电流滞环控制策略的电流参考值进行扰动。从而扩展了电感电流的功率谱,降低了在开关频率及其谐波频率上发射的电磁干扰。仿真研究证明,该控制策略可以改善dc/dc变换器的电磁兼容性能。     

非正弦功率的探讨和非线性阻抗下的瞬时正弦分解法

本文对传统电工理论中关于非正弦功率的定义及计算方法进行了探讨和分析，指出其缺陷和不足，介绍了非正弦电流，功率的瞬时分析法并提出了瞬时正弦分解法。     

煤矿供电系统谐波治理与静止无功发生器（SVG）的应用

为提高煤矿电网供电质量,确保煤矿大型设备的安全平稳运行,本文通过分析煤矿电力系统谐波产生的原因及造成的危害,提出了煤矿供电系统谐波治理方案;重点对静止无功发生器（SVG）的谐波治理及无功补偿原理进行说明,并通过对SVG使用后的电网电流波形仿真得到验证。静止无功发生器（SVG）的应用,可保障煤矿供配电系统安全、合理、经济地运行,取得良好的经济效益,静止无功发生器（SVG）在煤矿电网中具有广阔的应用前景。     

采用K-L正交分解降低Chirp信号噪声的方法

由于Chirp信号瞬时频率的估计易受噪声影响,该文利用K-L正交分解,提出了一种降低Chirp信号噪声的方法。K-L正交分解将噪声平均分配到各正交分量,而将信号主要集中在某一最大分量,从而提高信噪比。数学分析和仿真结果同时表明,该方法能降低信号噪声,改善信噪比达6dB,使瞬时频率估计更为准确。最后,结合Chirp信号自相关函数的特性,对该方法的应用做了进一步的推广。     

具有APF功能的并网逆变器控制策略研究

大量电力电子装置接入电网及分布式发电系统参与并网发电,产生了大量谐波及无功,导致电能质量下降。针对这一问题,分析并联型有源电力滤波器(APF)与非隔离型并网逆变器在主电路结构、控制及功能上的异同,应用基于双闭环并网控制和瞬时无功功率理论的谐波电流检测原理,设计了一种单独PI双闭环统一控制策略,以及PI+重复控制的复合统一控制策略,并进行系统仿真分析。由仿真分析结果可知:复合控制策略可以在节约APF成本的基础上实现并网逆变和有源滤波功能,且效果良好。     

非正弦电压供电对笼型异步电动机特性的影响

由于电力系统日益广泛地使用非线性特征的用电设备和电力变压器夜间运行时的电压偏高，造成电流中的谐波含量较大。这些谐波电流注入电力系统，使电力系统的电压产生谐波分量，引进正弦电压波形畸变，本文介绍利用等效电路分析谐波电压作用下的谐波电流、谐波转矩及产生的谐波损耗对笼型异步电机性能的影响。     

科研成果介绍

主研人员：莫元龙　王洁　邹长明　　白安永　谢仲怜　李庆等 宽带大功率行波管是现代通信、雷达和干扰等军事和民用装备中的核心器件。其理论和设计计算十分复杂，工艺技术要求十分精密。该软件包具有以下特点：１）考虑了谐波互作用和谐波耦合特性：其二维程序采用改进的二维宏粒子模型，提高了计算机结果的精确度；２）能计算多级速度跳变、任意位置的截断和集中衰减器；３）具有实时动态显示注波互作用全过程的功能，显示内容包括基波和谐波的输出功能、互作用效率、增益、基波谐波功率比、速度相位群聚特性等；４）用格林函数计算空间…