基于电路网络结构变换的电压谐波误差检测方法

针对电能特征异常扰动的情况下,探究可靠的电压特征误差测量方法。电能波动、冲击与非线性等质量异常扰动,严重影响供电可靠性,造成了电力用户的经济损失。从理论上分析电压谐波及谐波潮流出现测量误差的机理,构建变压器结构的单相测量等值电路,从而为消除参数谐振影响提供基础。提出了三同阻并行接入积分相电压的测量方案,在不改变原系统运行方式的情况下,通过电路网络结构变换排除参数谐振引入的干扰,通过改造仪器的电压输入回路,实现三相系统从线电压到相电压的转换,最终实现系统电压的准确测量。通过MATLAB仿真计算与现场实际测量结果,表明经过电路变换测量的电压各次谐波畸变率测试结果与输入信号的理论畸变率一致,证明了该方法的可行性。     

氧化锌避雷器测试仪校准装置的研制

传统的氧化锌避雷器测试仪校准方法存在难以模拟含有基波阻性电流、容性电流和三次阻性电流的难题。文中设计了低噪声的电路架构,通过研制参考电压、全电流发生器、功率放大电路和反馈电路,产生标准的正弦波参考电压信号和含有一次阻性电流、三次阻性电流和一次容性电流的全电流信号,通过高精度回测电路确保输出信号的准确度。经过实验验证,该校准装置电压、电流基波准确度小于等于0.1%,三次谐波优于1%,完全满足实验室校准需求,解决了氧化锌避雷器测试仪的校准难题。     

电容耦合介观电路的零状态响应与系统特性研究

采用代数动力学规范变换方法,求出含时变电压源的电容耦合介观电路量子态随时间演化算符的精确解,导出电容耦合介观电路电荷和电流对输入电压信号的零状态响应的完全解,结果表明电容耦合介观电路系统具有线性时不变特性,且电荷与电流的零状态响应与相应宏观电路的结果一致.     

DFT插值非整数延迟带通滤波器的研究

主要针对在非同步采样情况下基波与谐波测量中的频谱泄露问题,提出一种基于离散傅里叶变换(DFT)插值的非整数延迟带通滤波器设计方法,用于提高电网电压基波分量的测量准确度。该方法采用DFT递推方式来降低滤波器传递函数计算的复杂度;同时考虑被测信号频率波动对插值参数的影响,提出被测信号幅值参量计算公式来提高滤波器对基波频率波动的适应性。仿真结果表明:与线性插值方法相比,本文方法的滤波准确度提高了23.3%;滤波之后,用于基波电压测量和频率估计的准确度较线性插值方法分别提高了44.8%和41.7%,说明非整数延迟滤波器用于基波电压测量与频率估计可以有效降低谐波干扰。     

谐波、间谐波参数实时检测新算法

在谐波、间谐波参数实时检测的基础上,提出了一种新的电力系统谐波和间谐波参数估计算法.根据正余弦函数的特性,将各次谐波分量变换成直流分量,经由低通滤波后估计其有效值和初相角;从原信号中去除基波和谐波分量,再通过幅值谱最大值搜素获取间谐波频率及有效值和初相角.仿真研究表明,算法精度较高,实现简单,动态跟踪特性好,适合于离散频谱电压、电流信号的谐波、间谐波参数实时估计.     

基于振动电容传感器的3维数字电场测量仪

基于动态电容技术为测量原理,设计了一种采用振动式电容传感器来获取空间电场感应电荷的数字电场测量仪.本套电场测量仪的探头体积小,且可同时采集空间某一点处3维方向电场的感应电荷,测量频率可达200 Hz,并通过模拟电路、数字电路以及单片机数字平滑滤波运算等多种信号处理方式来改善检测结果的响应.该套电场测量仪因其探头体积小,可多点采样,采样频率高,抗干扰性能高的特点,能更好地适用于大尺度极端大气环境下的电场测量.     

基于有功功率解耦的高能量密度单相PWM整流器

单相PWM整流器直流侧含有2倍基波频率的纹波电能,输出电压随负载变化周期波动.传统方法采用无源滤波的方式,通过在直流侧添加大电容滤除低频谐波电流.但这种电容体积较大,不利于设计高能量密度的变换器.本文利用有功功率解耦的方法,利用直流电容存储纹波电能.可稳定输出电压,减小电容值.然后对控制策略进行研究,使用电压电流双闭环控制方法,实现系统快速响应和稳定特性.该方法通过仿真得到验证.     

基于准PR控制方法的三相光伏并网逆变器研究

光伏并网逆变器的控制方法是实现光伏系统顺利并网的关键.为了提高并网电流的质量,减少并网谐波对电网的干扰,选用LCL型三相光伏并网逆变电路.在并网控制方法上采用基于并网电流和电容电流的准比例谐振(QPR)双环控制方法,同时引入电网电压前馈补偿,并与SVPWM相结合.在MATLAB/Simulink下的仿真结果表明,该控制方法可以实现对基波正弦量的无静差跟踪,提高了系统的稳定性,对光伏并网发电系统的实际运行具有重要意义.     

基于谐波状态空间的逆变器滤波电路状态评估方法研究

逆变器已经成为现代电网不可或缺的部分,广泛应用于电网与可再生能源和各种负荷之间。逆变器末端的滤波电路属于重要的部件之一,其参数状态决定于逆变器的品质及可靠性。首先通过建立谐波状态空间数学模型,获得输入量与输出量之间的耦合关系,然后注入扰动电压到逆变器输入端,通过检测输出电流的信号,利用输出量与输入量之间的耦合关系来判断逆变器滤波电路的状态情况,并将仿真所得到的输出电流的谐波含量与滤波电路元器件参数的改变关系拟合成线性关系图。最后通过实验样机验证了方法的有效性。     

UPQC补偿量综合检测方案设计

对UPQC补偿量检测方法进行了分析,提出在电网电压不对称且畸变的状态下实现UPQC补偿量综合检测的方法,该方法不存在锁相环和大量的坐标变换,通过正弦幅值积分器直接从不对称且畸变的电压中提取出基波正序电压,可直接用于电压补偿量的计算,同时为基于FBD法的谐波电流检测电路提供正弦参考信号,可快速准确地实现补偿量的检测。通过simiulink进行仿真,实现了电网电压谐波畸变且不对称状态下电压和电流补偿量的检测。     

基于谐波提取技术的风机频率自适应研究

为解决风机受谐波干扰引起电压畸变和频率波动从而影响风机并网稳定运行的问题,提出频率自适应锁相方法,以谐波提取电路为基础,设计具有滤除风机谐波功能的NSOGI (new second-order generalized integrator)锁相环。首先,在谐波提取电路中加入基波谐振电路,验证谐波提取前后锁相环的锁频精度;其次,在传统锁相环基础上加入直流抑制器,对输入信号的频率进行跟踪;最后,进行理论和仿真分析,对比DSOGI-FLL谐波提取前后电路中的频率偏差,验证2种锁相环的锁频精度。结果表明：在谐波提取电路中加入基波谐振电路,减少了谐波对基波源的影响,提升了谐波提取的效果;在抑制风机电压畸变和直流谐波方面,NSOGI 锁相环效果较好,锁频精度较高,验证了方法的可行性和正确性。采用NSOGI对电压和频率进行控制,能够提升供电可靠性,改善并网电能质量,为风机并网稳定运行提供了理论参考。     

基于改进小波变换法的风电场谐波检测

为了提高风电并网电力系统谐波检测的快速性与准确性,提出一种改进小波变换的谐波检测方法。首先,把风电并网系统电压信号的频域空间分割成低频区段与高频区段,针对低频区段信号采用小波多尺度算法分解,针对高频区段信号采用小波包进行分解,得到信号中的基波和各次谐波分量;然后,通过有效地提取出特定频率段的谐波分量进行重构来检测风电并网电力系统谐波;最后,利用MATLAB进行了仿真实验。实验结果表明:该方法能快速有效检测出谐波分量,提高了谐波检测准确度和快速性。     

微石英音叉电学参数的有限元分析

以U形石英音叉为例，用耦合电压自由度的方式模拟电极，提出了石英音叉的静态集总电容模型，用有限元分析中的静态分析方法计算了静态电容参数．通过对电极作短路和开路处理，分别用模态分析和谐波响应分析方法计算了石英音叉的本征频率，两种分析计算结果相同．根据本征频率计算了石英音叉的动态等效电路参数，计算值在实测值的离散范围内．最后综合运用模态分析、谐波响应分析方法计算了石英音叉传感器的电压和电荷灵敏度；可为设计传感器放大电路提供必要的参考。     

电力系统谐波和基波无功检测改进方法

准确、快速地检测电网电流中的谐波成分，是谐波抑制和无功补偿的关键．在小波分析的基础上，结合瞬时无功功率理论，提出了一种谐波和基波无功检测的改进方法．该方法能检测各次谐波和基波无功分量，且运算过程可用软件来实现，不必依赖昂贵的元件和复杂的电路．Matlab仿真结果表明：该方法能实时检测谐波电流和基波无功电流，且检测精度高，动态相应快．     

应用于流化床的电容探针测量系统

对应用于气固两相流局部颗粒浓度分布的电容探针测量系统进行研究,分析了探针型电容传感器工作原理,并根据国内外电容探针测量模型的发展现状,提出了一种新型电容探针测量系统,利用其完成对流化床内局部颗粒浓度分布的测量.通过作为信号获取部分的运算式调幅电路,将测量信号通过USB接口与基于虚拟仪器的数据处理部分相结合,并对该测量系统在稠相气固流动系统中进行了标定.各项实验数据表明,该系统符合设计要求,具有良好的精度和稳定性,并已成功应用于实际测量中.     

改进型FBD谐波检测法在有源滤波器中的应用

论述了FBD(Fryze-Buchholz-Dpenbrock)谐波检测法的基本原理,针对FBD法受限于锁相环电路以及滤波环节存在的不足做出了改进。首先设计了一种基于电压序列分解原理的基准电压提取方法,得到与基波正序电压同频同相的电压信号代替锁相环的作用,提高了检测精度且易于实现;其次使用滑窗迭代DFT(discrete fourier transform)滤波模块替代低通滤波器,同时利用小波变换对各相谐波的细节部分进一步完善,提高了滤波环节的实时性和准确性。最后通过仿真分析,验证了改进方法的正确性和优越性。     

基于改进型相关算法的变频异步电机定子故障诊断

变频器供电下,异步电机定子电流谐波成分剧增,使定子匝间短路故障的诊断不同于电网直接供电。电网电压不平衡以及电机的先天不平衡也会影响诊断结果。针对以上问题,根据变频器调制频率构建参考信号,提出用改进型相关算法提取定子电流中调制频率基波成分,避开电网不平衡因素以及变频器高次谐波的影响,利用逆调制频率同步速变换将调制频率的基波正序分量转化为二倍频交流分量,将负序分量转换成直流量,通过对整周期采样长度取均值的方法将直流分量单独分离出来。并考虑电机先天不平衡因素定义了故障灵敏度因子。实验结果表明该因子能正确反映定子故障程度,消除了变频器的谐波成分和噪声对计算结果的影响,对供电电源不对称具备鲁棒性,方法有效可行。     

PMSM矢量控制下逆变器母线电流频谱分析

逆变器直流母线电流频谱的准确解析是对电磁干扰进行分析及母线电容选取的重要理论基础。针对永磁同步(PMSM)作为负载时逆变器直流母线电流频谱的数学表达和理论求解方法分析了相电压基波和高次谐波对应的等效阻抗。分析得出:非凸极PMSM各次谐波对应的视在电感相等并且恒定;凸极式PMSM的基波电流可以在直轴和交轴上进行相量分解,其对应电感为直轴和交轴电感,高次谐波对应的电感随着转子的位置变化。理论计算时可以通过忽略高次谐波或取平均电感的方法来进行近似。给出了母线电流频谱计算的方法与过程。仿真和实验都证明了本文给出的计算方法及公式的正确性和有效性。