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弱电网下计及背景谐波的多并网逆变器阻抗重塑谐振抑制方法

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电力系统保护与控制 2024年第1期52卷 59-72页

作者：陈林徐永海王天泽陈宗汉孙曙光华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

弱电网下多逆变器并网系统的谐振问题一直广受关注,当计及背景谐波时,逆变器的电网电压前馈环节引入正反馈通路,将进一步恶化系统的电能质量。鉴于此,提出了一种弱电网下计及背景谐波的多并网逆变器阻抗重塑谐振抑制方法。通过对逆变器... 详细信息

弱电网下多逆变器并网系统的谐振问题一直广受关注,当计及背景谐波时,逆变器的电网电压前馈环节引入正反馈通路,将进一步恶化系统的电能质量。鉴于此,提出了一种弱电网下计及背景谐波的多并网逆变器阻抗重塑谐振抑制方法。通过对逆变器的控制环节进行导纳划分,建立基于三分解导纳的多逆变器并网等效模型,并利用模态分析法得到逆变器数量和电网侧阻抗变化时系统的谐振特性。计及电网电压前馈和电容电流反馈环节,对加权电流控制进行改进,并通过公共耦合点并联虚拟导纳对逆变器进行阻抗重塑,以实现对弱电网下系统谐振的抑制。仿真结果表明,所提方法既能极大地减小背景谐波对逆变器输出电流的影响,又能有效地抑制弱电网下多逆变器并网系统的谐振。

关键词：弱电网背景谐波分解导纳模型多逆变器谐振模态分析阻抗重塑

LCC-HVDC换流站背景谐波影响的主动抑制方法

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电网技术 2024年

作者：唐欣刘鹏宇屈贝李珍张睿宁电网防灾减灾全国重点实验室(长沙理工大学)

随着特高压网架日趋复杂，给电网传统直流输电系统(line-commutated converter based HVDC，LCC-HVDC)的换流站带来大量背景谐波问题。为抑制背景谐波作用在换流器上产生的同频和镜像的谐波电流，本文通过重塑相控换流器的导纳，提出了... 详细信息

随着特高压网架日趋复杂，给电网传统直流输电系统(line-commutated converter based HVDC，LCC-HVDC)的换流站带来大量背景谐波问题。为抑制背景谐波作用在换流器上产生的同频和镜像的谐波电流，本文通过重塑相控换流器的导纳，提出了一种通过减小LCC换流器导纳模值来抑制电网背景谐波影响的方法。该方法首先在考虑换相重叠角的情况下，运用节点电压法推导换流器交流电压、直流电流、延迟触发角与交流电流、直流电压、换相重叠角之间的传递函数，通过小信号建模构建出LCC相控换流器在dq坐标下的导纳模型，进而在控制环节中引入重塑因子，用以重塑导纳模型来降低换流器导纳模值，抑制背景谐波的影响。最后，在Matlab/Simulink和半实物仿真平台中搭建了LCC换流器模型，验证了本文方法的有效性。

关键词：背景谐波 LCC-HVDC换流站谐波抑制导纳重塑

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大功率并网变流器离散域电流控制策略

电工技术学报 2024年第8期39卷 2523-2540页

作者：王旭杨淑英李典张兴合肥工业大学可再生能源接入电网技术国家地方联合工程实验室合肥230009

兆瓦级大功率并网变流器的开关频率较低,延迟和离散化误差对控制性能影响较大,导致动态响应慢、电网背景谐波影响大等问题。因此,直接离散域控制系统设计成为必要。该文针对LCL滤波并网变流器建立离散域数学模型,并基于此提出桥臂侧电... 详细信息

兆瓦级大功率并网变流器的开关频率较低,延迟和离散化误差对控制性能影响较大,导致动态响应慢、电网背景谐波影响大等问题。因此,直接离散域控制系统设计成为必要。该文针对LCL滤波并网变流器建立离散域数学模型,并基于此提出桥臂侧电流和网侧电流融合的离散域电流控制器。同时,为了在不额外增加电流传感器和检测电路的情况下获取并网电流信息,设计电容电压微分器,实现网侧电流的估算,降低硬件复杂性和控制成本。研究表明,该文设计的离散域电流控制器,具有较好的动态性能和电网背景谐波抑制能力。最后,通过硬件在环半实物仿真系统对所提设计进行了实验验证。

关键词： LCL型并网变流器低开关频率离散域控制背景谐波

背景谐波电压环境下负载谐波电流检测方法研究

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背景谐波电压环境下负载谐波电流检测方法研究

作者：宋曦西安科技大学

学位级别：硕士

近年来,各类电力电子型设备的广泛使用,在增大用户侧谐波电流的同时也导致配电网供电侧出现系统谐波电压,影响着配电网高效稳定运行,背景谐波电压环境下配电网的谐波治理已经成为目前电能质量领域研究的热点之一。谐波电流准确检测是谐... 详细信息

近年来,各类电力电子型设备的广泛使用,在增大用户侧谐波电流的同时也导致配电网供电侧出现系统谐波电压,影响着配电网高效稳定运行,背景谐波电压环境下配电网的谐波治理已经成为目前电能质量领域研究的热点之一。谐波电流准确检测是谐波污染治理的前提,也是谐波分析的关键环节,因此研究适用于背景谐波电压环境下的谐波电流检测方法具有重要的意义。背景谐波电压环境下公共电气连接点处的谐波电流由背景谐波电压和非线性负载共同作用而形成,针对现有谐波电流检测方法未考虑公共连接点处谐波电流的耦合现象的问题,从配电网公共电气连接点处的谐波电流特性出发,深入分析背景谐波电压与负载谐波电流的耦合机理以及对现有谐波电流检测方法的影响。提出基于DIN40110-2标准的背景谐波有功电流检测方法,以背景谐波电压为基准,依据等效前后负载消耗有功功率不变的原则,通过定义谐波等效电导检测出反映背景谐波电压畸变程度的谐波有功电流,实现对公共电气连接点处谐波电流解耦。为了检测出公共电气连接处反映背景谐波电压畸变的谐波无功电流,利用希尔伯特变换能对电压各频率分量进行准确90度移相的特点,提出基于希尔伯特变换的背景谐波无功电流检测方法,对背景谐波电压进行移相,通过定义集总谐波无功功率和谐波等效电纳,实现背景谐波无功电流的检测,提取反映背景谐波电压畸变程度的谐波无功电流。针对现有谐波电流检测方法存在谐波治理效果不理想、不符合谐波治理原则的问题,在以上背景谐波有功电流和背景谐波无功电流的基础上,提出改进的负载谐波电流检测方法,实现从公共电气连接点的测试电流中分离出仅代表用户负载发射的谐波电流的目的。改进的负载谐波电流检测方法分解出的负载谐波电流不受背景谐波电压影响,可降低有源滤波器的补偿电流和补偿容量,提高了并联型有源滤波器对配电网谐波治理效果。建立配电网的仿真模型,通过对背景谐波电压环境下本文方法和传统ip-iq方法进行对比,验证了所提检测方法的正确性。以企业谐波电流实测数据为例,进一步验证所提检测方法在背景谐波电压环境下的有效性。

关键词：背景谐波 DIN40110-2标准谐波电流负载谐波等效导纳

驻波移相有源电力滤波器在环形配电网中的应用

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电工技术学报 2024年

作者：张敏孙孝峰朱艳萍沈虹李昕电力电子节能与传动控制河北省重点实验室(燕山大学)

针对环形配电网中由功率因数校正电容与馈线电感之间谐振导致的背景谐波电压放大问题，提出了一种在环形配电网中点安装驻波移相有源电力滤波器（standing wave phase shifting based active power filter，SWPS-APF）的谐波抑制方案。... 详细信息

针对环形配电网中由功率因数校正电容与馈线电感之间谐振导致的背景谐波电压放大问题，提出了一种在环形配电网中点安装驻波移相有源电力滤波器（standing wave phase shifting based active power filter，SWPS-APF）的谐波抑制方案。其抑制原理是通过移动谐波电压驻波的相位使驻波波腹靠近或恰好落在馈线始端，从而实现背景谐波的衰减。所提方案分为驻波左移和右移两种策略，两者具有不同的适用范围，但涵盖了所有工况。相比于传统的阻性有源电力滤波器（resistive active power filter，RAPF）方案，所提出方案的抑制效果提升明显，并且所需的补偿容量也更少。最后，仿真分析和实验结果均验证了该方案的有效性。

关键词：背景谐波有源电力滤波器谐波抑制驻波

背景谐波对±800kV特高压直流换流站交流滤波器设计影响分析

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电工技术 2023年第9期 147-149页

作者：罗琴上海勘测设计研究院有限公司上海200335

随着特高压直流输电工程的不断发展,换流站设计方案也趋于典型化,然而电力电子设备在高压电力系统中的广泛应用,使得电网谐波问题愈发严重,也为工程方案设计带了新的影响。结合白鹤滩-浙江直流项目设计经验,针对背景谐波超限对交流滤波... 详细信息

随着特高压直流输电工程的不断发展,换流站设计方案也趋于典型化,然而电力电子设备在高压电力系统中的广泛应用,使得电网谐波问题愈发严重,也为工程方案设计带了新的影响。结合白鹤滩-浙江直流项目设计经验,针对背景谐波超限对交流滤波器参数设计的影响,分析对比了不同背景谐波设计输入对设备参数、结构外形的影响,进一步给出了对滤波器小组围栏尺寸的影响,为后续工程提供值得借鉴的经验。

关键词：直流输电技术交流滤波器设计背景谐波

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牵引供电系统背景谐波概率模型及其应用

铁道学报 2017年第10期39卷 51-61页

作者：马晓兰胡海涛何正友李欣王科西南交通大学电气工程学院四川成都610031 北京城建设计发展集团股份有限公司成都分公司四川成都610094 国网重庆市电力公司检修分公司重庆400039

牵引负荷产生的谐波对牵引供电系统和电网的电压、电流波形畸变都会产生较大的影响,准确评估和模拟牵引系统的背景谐波是研究电力系统本身和牵引负荷谐波问题的关键。基于大量实测数据,采用概率统计方法分析牵引变电所进线处全天背景谐... 详细信息

牵引负荷产生的谐波对牵引供电系统和电网的电压、电流波形畸变都会产生较大的影响,准确评估和模拟牵引系统的背景谐波是研究电力系统本身和牵引负荷谐波问题的关键。基于大量实测数据,采用概率统计方法分析牵引变电所进线处全天背景谐波电压的分布规律,并利用Weibull函数对该分布规律进行拟合,建立牵引变电所进线处24h的背景谐波电压模型,该模型能准确描述背景谐波电压的变化规律。结合该背景谐波模型,提出一种基于Monte Carlo法的牵引负荷谐波责任评估方法,并在算例中计算某高速铁路牵引变电所列车取流时牵引负荷对公共耦合端处的谐波责任,计算结果表明,公共耦合端的低次谐波电压主要受背景谐波电压的影响。

关键词：背景谐波概率统计 Weibull分布谐波责任 Monte Carlo

基于多通道信号分离器的MMC网侧背景谐波电流抑制策略

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电力系统保护与控制 2021年第23期49卷 106-113页

作者：石吉银刘景远许军潘晨曦施晟国网福建省电力有限公司电力科学研究院福建福州350007 国网内蒙古东部电力有限公司电力科学研究院内蒙古呼和浩特010020

针对模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)受电网背景谐波影响输出谐波电流的问题提出抑制策略。通过计算子模块能量波动函数得到MMC在背景谐波影响下的输出电压,进而分析了MMC网侧背景谐波电流产生的规律。利用交叉... 详细信息

针对模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)受电网背景谐波影响输出谐波电流的问题提出抑制策略。通过计算子模块能量波动函数得到MMC在背景谐波影响下的输出电压,进而分析了MMC网侧背景谐波电流产生的规律。利用交叉解耦复数滤波器设计了多通道信号分离器,实现了对MMC网侧谐波信号的分离提取。对所分离的各次谐波建立了MMC数学模型,并以此为基础设计了谐波电流抑制器;通过搭建双端HVDC输电模型对理论分析和抑制策略进行了仿真验证。仿真结果表明,MMC网侧输出背景谐波电流规律与理论分析吻合,所提出的抑制策略能有效降低MMC网侧电流中的背景谐波含量。

关键词：模块化多电平换流器背景谐波抑制策略信号分离器交叉解耦复数滤波器

考虑阻性有源滤波器等效输出阻抗的背景谐波抑制方案优化

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中国电机工程学报 2015年第18期35卷 4736-4743页

作者：孙孝峰韩瑞静龚钢沈虹电力电子节能与传动控制河北省重点实验室(燕山大学) 河北省秦皇岛市066004

在研究阻性有源滤波器(resistive active power filter,R-APF)背景谐波抑制时,发现实际谐波抑制效果弱于理论分析,其原因在于传统R-APF谐波抑制方案,没有考虑R-APF等效输出阻抗对抑制系统背景谐波的影响。为此,提出两种谐波抑制优化方案... 详细信息

在研究阻性有源滤波器(resistive active power filter,R-APF)背景谐波抑制时,发现实际谐波抑制效果弱于理论分析,其原因在于传统R-APF谐波抑制方案,没有考虑R-APF等效输出阻抗对抑制系统背景谐波的影响。为此,提出两种谐波抑制优化方案:考虑R-APF等效输出阻抗的影响,重新整定R-APF的虚拟导纳;选择多重比例谐振控制器增强特定谐波频率处R-APF等效输出阻抗,减弱其对谐波抑制效果的影响。通过仿真和实验验证,所提方案都能更有效的抑制系统背景谐波。

关键词：背景谐波谐波抑制阻性有源滤波器 R-APF等效输出阻抗比例谐振控制器