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基于载波频率优化的级联型APF源性谐波能量不均抑制方法

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高电压技术 2017年第1期43卷 104-113页

作者：杨泽洲李尚盛孙建军查晓明武汉大学电气工程学院武汉430072

基于载波移相(CPS)调制的H桥级联型(CHB)有源电力滤波器(APF)是中高压系统谐波治理的有效手段。分析并指出了级联型拓扑在输出谐波电流时存在的源性谐波能量不均问题。当输出的谐波电流频率与单元输出电压中某一开关谐波频率一致时,将... 详细信息

基于载波移相(CPS)调制的H桥级联型(CHB)有源电力滤波器(APF)是中高压系统谐波治理的有效手段。分析并指出了级联型拓扑在输出谐波电流时存在的源性谐波能量不均问题。当输出的谐波电流频率与单元输出电压中某一开关谐波频率一致时,将产生功率耦合,导致单元直流电容电压发散。针对性地提出了一种载波频率优化方法:通过引入载波频率偏移量,实现了单元输出电压开关谐波与APF输出谐波电流的功率解耦;讨论了不同的载波偏移量对电容电压波动的影响,并给出了最优频率偏移量计算方法。对比了载波频率优化方法和传统载波轮换方法抑制源性谐波能量不均的效果,体现了载波频率优化方法的优越性。仿真和现场应用证明了所提方法能够有效地防止直流侧电压的发散并将波动抑制在最小值。

关键词： H桥级联型有源电力滤波器载波移相调制电容电压不均载波频率优化载波轮换

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基于RTDS的APF硬件在环仿真系统

电力自动化设备 2010年第11期30卷 65-69页

作者：杨小品查晓明李尚盛钱珞江武汉大学电气工程学院湖北武汉430072

有源电力滤波器(APF)的离线仿真只能保证控制算法正确,而无法反映实际运行时的动态性能。针对这一问题,建立了实时数字仿真器(RTDS)和APF联合的硬件在环(HIL)仿真系统并进行了相应的研究。介绍了APF的关键技术、RTDS的建模方案以及HIL... 详细信息

有源电力滤波器(APF)的离线仿真只能保证控制算法正确,而无法反映实际运行时的动态性能。针对这一问题,建立了实时数字仿真器(RTDS)和APF联合的硬件在环(HIL)仿真系统并进行了相应的研究。介绍了APF的关键技术、RTDS的建模方案以及HIL仿真系统的组建策略,并详细分析了该仿真系统的运行环境。对比APF的PSCAD离线仿真、RTDS实时仿真、HIL仿真,结果表明HIL仿真系统能够反映实际运行中存在而在离线仿真中无法体现的诸多问题。在此基础上对采取补偿方法后的仿真结果进行了研究,表明HIL仿真系统能在本质上反映实际运行情况,能够真正检验APF的性能。

关键词：实时仿真实时数字仿真器有源电力滤波器延时接口

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基于谐波源注入的SAPF补偿容量确定方法

电力系统保护与控制 2017年第2期45卷 22-27页

作者：刘欣李尚盛吴楠孙建军武汉大学电气工程学院湖北武汉430072

补偿容量是决定并联型有源电力滤波器(Shunt Active Power Filter,SAPF)补偿性能的重要因素之一。通过戴维南等值模型,分析了SAPF补偿容量的决定因素,指出了依据补偿前负荷电流作为确定补偿容量的方法存在的缺点。提出了一种基于谐波源... 详细信息

补偿容量是决定并联型有源电力滤波器(Shunt Active Power Filter,SAPF)补偿性能的重要因素之一。通过戴维南等值模型,分析了SAPF补偿容量的决定因素,指出了依据补偿前负荷电流作为确定补偿容量的方法存在的缺点。提出了一种基于谐波源注入的SAPF补偿容量预估方法,通过小容量谐波源在接入点分次注入谐波电流,预估SAPF的补偿容量。该方法还提出了谐波源特征系数和补偿容量放大倍数两个指标用于表征负荷的性质,为SAPF的类型和容量的选择提供方向。通过对不同负载模型的仿真验证,确定该方法比传统方法更加接近真实SAPF的补偿容量。

关键词：戴维南等值谐波补偿补偿容量 SAPF 补偿性能

链式D-STATCOM的鲁棒L_2性能准则设计

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中国电机工程学报 2011年第28期31卷 71-79页

作者：张茂松李尚盛查晓明孙建军张郝尹晨旭武汉大学电气工程学院湖北省武汉市430072

为提高控制系统鲁棒性,提出一种链式静止同步补偿器(distribution static synchronous compensator,D-STATCOM)的鲁棒L2性能准则设计新方法。首先通过等效电路变化,将对链式D-STATCOM的控制电路模型转换为对单个H桥逆变单元的控制电路模... 详细信息

为提高控制系统鲁棒性,提出一种链式静止同步补偿器(distribution static synchronous compensator,D-STATCOM)的鲁棒L2性能准则设计新方法。首先通过等效电路变化,将对链式D-STATCOM的控制电路模型转换为对单个H桥逆变单元的控制电路模型;在所建立的考虑干扰和参数摄动影响的单个H桥逆变单元控制电路模型基础上,通过对误差系统方程的等价变换,将参数摄动的影响转化为周期干扰的一部分;然后利用重复控制与无源性控制相结合的新方法实现链式D-STATCOM的鲁棒L2性能准则的设计。其中,重复控制对周期干扰进行补偿,无源性控制确保重复控制的收敛性和对控制目标的渐近跟踪,并抑制非周期干扰对控制效果的影响;通过给定指令电流,实现链式D-STATCOM的无功电流的控制和直流电压稳定的控制;利用H桥逆变单元之间的能量交换实现直流电压的均衡控制。仿真以及10 kV、5 Mvar工程实际应用结果表明,所提方法能够在实现无功电流控制的同时实现直流电压的稳定与均衡控制,且稳态特性好、动态响应快、算法实现简单、鲁棒性强,具有较强的工程实用价值。

关键词：配电网静止同步补偿器重复控制无源性控制鲁棒L2性能准则设计

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改进的同步电机阻尼绕组电流观测器

电力系统保护与控制 2015年第1期43卷 67-72页

作者：吴楠李尚盛查晓明武汉大学电气工程学院湖北武汉430072

对现有的阻尼绕组电流观测器进行了改进,观测器算法采用龙格-库塔4法(R-K4),相对于现有的一阶向前差分电流观测器而言,精度更高。对观测器的初值和绝对稳定域问题进行了讨论,给出了观测器的初值和投入时间不影响跟踪效果的条件。对IEEE... 详细信息

对现有的阻尼绕组电流观测器进行了改进,观测器算法采用龙格-库塔4法(R-K4),相对于现有的一阶向前差分电流观测器而言,精度更高。对观测器的初值和绝对稳定域问题进行了讨论,给出了观测器的初值和投入时间不影响跟踪效果的条件。对IEEE次同步谐振第一标准模型中的阻尼绕组电流进行观测,验证了改进后的阻尼绕组电流观测器的有效性。并对阻尼绕组电流成分进行分析,分析了用其监测次同步振荡的可能性。

关键词：阻尼绕组观测器绝对稳定域次同步振荡(SSO) 同步电机

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基于相似理论的电能质量试验电源研究

电网与清洁能源 2017年第7期33卷 1-7页

作者：吴楠李尚盛孙建军国网江苏省电力公司电力科学研究院江苏南京211103 武汉大学电气工程学院湖北武汉430072

现有的试验电源电能质量模拟类型不完善,在总结提炼前人研究成果的基础上,提出试验电源电能质量模拟类型的分类,即基于波形特征的电能质量模拟和基于电网等值模型的电能质量模拟。进而,针对试验电源在电能质量模拟时缺乏理论基础,提出... 详细信息

现有的试验电源电能质量模拟类型不完善,在总结提炼前人研究成果的基础上,提出试验电源电能质量模拟类型的分类,即基于波形特征的电能质量模拟和基于电网等值模型的电能质量模拟。进而,针对试验电源在电能质量模拟时缺乏理论基础,提出采用相似理论指导试验电源的电能质量模拟,以使试验电源模拟出与电力系统相似的电能质量现象。为了评价试验电源的电能质量模拟效果,基于相似理论提出相似程度d这一指标,用来评价试验电源模拟的电能质量与"原型"的相似性,从而判断电能质量模拟效果是否可信。最后,通过仿真验证所提指标的可行性。

关键词：试验电源电能质量模拟相似理论波形特征电网等值模型

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基于电网等值模型的电能质量试验电源研究

电测与仪表 2017年第19期54卷 39-45页

作者：吴楠李尚盛查晓明国网江苏省电力公司电力科学研究院南京211103 武汉大学电气工程学院武汉430072

为了使电能质量试验电源更好地模拟实际电网的外特性,提出了基于电网等值模型的电能质量模拟方法。基于相似理论,进一步提出了相似程度d这一指标用于评价试验电源模拟的电能质量与"原型"的相似性。针对H桥级联型逆变器的试验电源拓扑结... 详细信息

为了使电能质量试验电源更好地模拟实际电网的外特性,提出了基于电网等值模型的电能质量模拟方法。基于相似理论,进一步提出了相似程度d这一指标用于评价试验电源模拟的电能质量与"原型"的相似性。针对H桥级联型逆变器的试验电源拓扑结构,亦提出了基于重复学习控制的电压源虚拟阻抗控制策略,其能对基波情况下实际电网的外特性进行模拟,且可信度较高。最后,通过仿真验证了所提控制策略的有效性以及指标的可行性。

关键词：试验电源电能质量模拟相似理论电网等值模型虚拟阻抗

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有源电力滤波器控制时延的研究

电力系统保护与控制 2010年第22期38卷 43-47页

作者：杨小品淡锋博李尚盛查晓明武汉大学电气工程学院湖北武汉430072 荥阳市电业局河南荥阳450100

针对有源电力滤波器(APF)系统存在的延时情况,分析了延时对APF补偿效果的影响并提出了解决的办法。通过建立APF系统的网络阻抗传递函数,利用pade近似式对其进行简化分析,得到了不同时滞情况下该网络频率响应特性。由此分析时延对系统性... 详细信息

针对有源电力滤波器(APF)系统存在的延时情况,分析了延时对APF补偿效果的影响并提出了解决的办法。通过建立APF系统的网络阻抗传递函数,利用pade近似式对其进行简化分析,得到了不同时滞情况下该网络频率响应特性。由此分析时延对系统性能的影响并说明在控制中不能忽略延时的存在。由于固有时延只能减小不能根除,只能从消除时延对补偿效果影响的角度出发,提出了一种利用谐波的周期性特点来延迟补偿谐波输出的方法提高补偿效果。仿真结果表明了该方法的正确性和有效性。

关键词：有源电力滤波器延时谐波补偿周期时延控制

含STATCOM的孤岛微电网低频稳定性分析

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中国电机工程学报 2015年第10期35卷 2454-2462页

作者：胡伟孙建军姜一鸣周辉李尚盛查晓明武汉大学电气工程学院湖北省武汉市430072

微电网中大量变流器之间的交互作用给系统稳定性带来了巨大的影响,孤岛运行时,这种影响表现更加突出。以某海水淡化用孤岛微电网为研究对象,考虑系统中蓄电池逆变器(power convert system,PCS)和静止同步补偿装置(static synchronous co... 详细信息

微电网中大量变流器之间的交互作用给系统稳定性带来了巨大的影响,孤岛运行时,这种影响表现更加突出。以某海水淡化用孤岛微电网为研究对象,考虑系统中蓄电池逆变器(power convert system,PCS)和静止同步补偿装置(static synchronous compensator,STATCOM)控制环和锁相环的动态特性,在旋转坐标系下,建立其输出阻抗模型,分析PCS和STATCOM的阻抗特性,建立微电网阻抗网络。提出基于阻抗分析微电网低频稳定性的方法,基于奈奎斯特稳定判据分析STATCOM的直流电压环、电流环和锁相环对孤岛微电网母线电压低频稳定性的影响。仿真和实验结果验证了所提出微电网变流器交互影响稳定性分析方法的有效性和分析结果的准确性。

关键词：微电网 STATCOM 低频振荡稳定性阻抗模型