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特高压换流站三柱四绕组结构换流变压器谐波抑制研究

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电网技术 2021年第8期45卷 3155-3163页

作者：陈生栋孙海峰华北电力大学电气与电子工程学院河北省保定市071003

换流变压器是特高压直流输电系统换流站的重要组成部分,是承担交直流转换的核心设备之一。考虑到换流变易受由阀侧导通引起的谐波电流和无功缺额的影响而产生绕组故障和铁心震动等问题,提出一种新的适用于特高压直流输电系统的空间棱柱... 详细信息

换流变压器是特高压直流输电系统换流站的重要组成部分,是承担交直流转换的核心设备之一。考虑到换流变易受由阀侧导通引起的谐波电流和无功缺额的影响而产生绕组故障和铁心震动等问题,提出一种新的适用于特高压直流输电系统的空间棱柱结构三柱四绕组式换流变压器模型。基于统一磁等值电路理论,给出了该模型的电磁耦合电路,通过附加绕组等值负磁通来实现谐波滤除功能。利用电磁耦合电路等效电路,依据附加绕组对谐波的分流作用,削弱阀侧谐波电流向网侧传递的影响。在PSCAD/EMTDC中搭建特高压直流输电系统与三柱四绕组式换流变模型,通过仿真计算,验证了所提出换流变电磁耦合模型的正确性。仿真结果表明,依据该电磁耦合模型设计的等效电路能在不影响原有系统正常换流的前提下有效提升换流变网侧电压电流波形质量。

关键词：换流变压器电磁耦合谐波滤除统一磁等值电路等值磁通附加绕组

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电网谐波分析与滤除系统的研制

中南工业大学学报 2001年第6期32卷 631-634页

作者：罗安涂春鸣中南大学信息科学与工程学院湖南长沙410083

论述了电网谐波分析与滤除系统的结构、原理和功能 ,阐述了谐波的检测与分析、系统控制信号的计算与产生 .系统主电路是 1个混合有源滤波器 ,系统软件包括基波及各次谐波的检测、统计分析、历史数据查询和报警等模块 .系统采用快速傅里... 详细信息

论述了电网谐波分析与滤除系统的结构、原理和功能 ,阐述了谐波的检测与分析、系统控制信号的计算与产生 .系统主电路是 1个混合有源滤波器 ,系统软件包括基波及各次谐波的检测、统计分析、历史数据查询和报警等模块 .系统采用快速傅里叶变换进行谐波分析 ,并提出一种改进规则采样法对混合有源滤波器进行谐波跟踪控制 .实验结果表明 ,系统对各电量的检测误差均小于 2 % ,三相电压总畸变率由滤波前的 10 .5 % ,11.3%和 11.7%下降到滤波后的 3.9% ,4.2 %和 4.4% ,三相电流总畸变率由滤波前的 2 6 .2 % ,2 5 .7%和 2 5 .8%下降到滤波后的 7.9% ,6 .9%和 7.4% .

关键词：谐波分析谐波滤除混合有源滤波器电网非线性负载畸变率

基于EMAF的新型电力系统电压畸变工况下并网逆变器快速锁相方法

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智慧电力 2022年第1期50卷 88-93页

作者：修连成甘艳何靖萱李明贤李尚轩武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072 国家电网有限公司华中分部湖北武汉430077 国网嘉兴供电公司浙江嘉兴314000

为了提高新型电力系统电压畸变工况下电压信号同步相位的检测精度,提出了一种基于增强型滑动平均滤波(EMAF)算法的快速锁相算法。首先使用dq旋转坐标变换获得直流电压信号;然后利用EMAF算法滤除谐波、负序分量及噪声;最后,通过数学推导... 详细信息

为了提高新型电力系统电压畸变工况下电压信号同步相位的检测精度,提出了一种基于增强型滑动平均滤波(EMAF)算法的快速锁相算法。首先使用dq旋转坐标变换获得直流电压信号;然后利用EMAF算法滤除谐波、负序分量及噪声;最后,通过数学推导公式获得并网同步信息,实现并网逆变器的高性能控制。该算法无需复杂的锁相闭环回路,即可实现同步相位和电压幅值的快速检测,消除电网电压幅值、相位和频率跳变对正序分量提取的影响,具有较强的适应新型电力系统畸变环境的能力。仿真结果验证了所提算法的正确性和有效性。

关键词：快速锁相增强型滑动平均滤波法新型电力系统电压畸变谐波滤除

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一种电网间谐波检测新方法

沈阳农业大学学报 2009年第6期40卷 755-757页

作者：曹英丽杨勇陈春玲许童羽沈阳农业大学信息与电气工程学院沈阳110161

提高间谐波检测精度的一个关键问题是如何减少谐波频谱泄漏对其造成的影响。提出一种新的"双阶段"间谐波检测方法,第一阶段基于加窗插值FFT方法检测谐波分量,并将其从原信号中滤除掉;第二阶段以固定的采样频率对保留的样值信号进行FFT分... 详细信息

提高间谐波检测精度的一个关键问题是如何减少谐波频谱泄漏对其造成的影响。提出一种新的"双阶段"间谐波检测方法,第一阶段基于加窗插值FFT方法检测谐波分量,并将其从原信号中滤除掉;第二阶段以固定的采样频率对保留的样值信号进行FFT分析,在没有谐波频谱泄漏干扰的前提下提取间谐波分量。仿真结果表明:该方法不需要同步处理,计算量小,检测精度高,适于对间谐波的快速检测。

关键词：间谐波频谱泄露谐波滤除加窗插值FFT

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计及衰减直流分量的基频电压半周期检测

电力系统自动化 2021年第14期45卷 158-164页

作者：张建鑫谢丽蓉杜立伟查雨欣新疆大学电气工程学院新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830047 福州大学电气工程与自动化学院福建省福州市350116 南京工程学院自动化学院江苏省南京市211167

衰减直流(DDC)分量、高次谐波等干扰信号的存在,使得对电网畸变信号中基频分量的幅值、相位检测存在一定误差,其中DDC分量的时间常数通常超过45 ms,持续时间较长。为此,文中首先针对畸变信号中DDC分量提出一种半周期四点采样检测算法,... 详细信息

衰减直流(DDC)分量、高次谐波等干扰信号的存在,使得对电网畸变信号中基频分量的幅值、相位检测存在一定误差,其中DDC分量的时间常数通常超过45 ms,持续时间较长。为此,文中首先针对畸变信号中DDC分量提出一种半周期四点采样检测算法,缩短了DDC分量的检测响应时间。其次,针对同时含有DDC分量与高次谐波的畸变信号,提出将畸变信号进行半周期积分后,在dq坐标系下将上述DDC分量检测算法与高次谐波检测算法进行组合,在工频半周期中可同时滤除干扰信号的影响,准确检测到畸变信号中的基频分量。最后,搭建了MATLAB/Simulink半实物实时仿真模型,从检测精度、响应时间等方面验证了所提算法的有效性。

关键词：电能质量衰减直流分量谐波滤除畸变信号幅值检测相位检测

增强型滑动平均滤波算法及其在畸变电网相位同步控制中的应用

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电工技术学报 2015年第21期30卷 13-23页

作者：熊连松卓放刘小康电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 西安710049

针对滑动平均滤波法(MAF)滑动长度的优化设计问题,通过量化分析得到同时滤除若干指定次谐波时MAF滑动长度应满足的充要条件,并据此提出增强型MAF(EMAF)算法以及基于EMAF的畸变电网快速开环锁相方法。此外,从动态响应时间、数据存储量、... 详细信息

针对滑动平均滤波法(MAF)滑动长度的优化设计问题,通过量化分析得到同时滤除若干指定次谐波时MAF滑动长度应满足的充要条件,并据此提出增强型MAF(EMAF)算法以及基于EMAF的畸变电网快速开环锁相方法。此外,从动态响应时间、数据存储量、暂态振荡幅度、谐波完全滤除能力以及高频随机噪声衰减能力等方面,将EMAF与串联延迟信号对消法(CDSC)进行对比分析。各种工况下的实验结果证明了研究结论的正确性以及改进方法的先进性。

关键词：滑动平均滤波法信号延时滤除法相位同步控制谐波滤除畸变电网

特高压换流变压器绕组谐波特性与结构优化的研究

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特高压换流变压器绕组谐波特性与结构优化的研究

作者：陈生栋华北电力大学

学位级别：硕士

我国电力消耗能力日益提升,能源电力供应与需求不均衡、电能生产重要政策新导向等特点,特高压直流输电技术逐渐成为电网电能输送的主力军。由于直流输电技术大功率非线性电力电子元器件在交直流转化过程的应用使其相对交流输电技术在电... 详细信息

我国电力消耗能力日益提升,能源电力供应与需求不均衡、电能生产重要政策新导向等特点,特高压直流输电技术逐渐成为电网电能输送的主力军。由于直流输电技术大功率非线性电力电子元器件在交直流转化过程的应用使其相对交流输电技术在电能质量方面更具有特殊性。换流站交流谐波源多了直流部分的来源,使得谐波对换流变压器两侧绕组造成的影响不容忽视。换流变压器是特高压直流换流站的重要组成部分,是承担交直流转换的核心设备之一,其两侧绕组易受由阀侧导通引起的谐波电流和无功缺额的影响而产生运行中绕组温度上升和故障、铁心和固件的振动噪声、绕组电气损耗加剧等问题。本文以特高压直流输电系统中谐波状况作为基本切入点,对特高压换流变压器绕组的谐波特性与滤除工作做了分析和探讨。本文首先在我国输送电能新的发展背景下对特高压直流输电工程谐波的主要来源、谐波滤除手段的发展现状做了分析,并对改进换流系统滤波结构与换流变压器结构的滤波方式进行了必要性阐述。其次,根据特高压直流输电工程换流结构特点与基本工作机理,对特高压换流变压器绕组谐波的产生机理进行了具体分析,通过将谐波进行不同特性分类详细研究了特高压换流变压器绕组谐波相关电气量计算方法与衡量指标,并对现投运直流系统常用谐波滤除方法进行了理论分析。再次,通过建立特高压直流输电系统模型,以解决实际问题为研究目标,在PSCAD/EMTDC仿真平台中针对不同运行方式下换流变压器绕组中谐波特性进行了仿真分析,验证了所建立模型的准确性。在此模型基础上通过统一磁等值电路模型的分析,对换流变压器结构提出优化,提出一种新型结构的特高压换流变压器模型及其电磁耦合电路,通过附加绕组等值负磁通来实现谐波滤除功能,利用电磁耦合电路等效电路,依据附加绕组对谐波的分流作用,削弱阀侧谐波电流向网侧传递的影响。并在建立的特高压直流输电系统模型中进行了仿真验证,仿真结果表明,所提新型换流变压器能够有效改善网侧电流谐波状况,抑制了谐波的传递过程,验证了电磁耦合模型的正确性。最后,通过磁滞模型参数的计算与铁心结构的设计,在Comsol Multiphysics多元场分析平台对含谐波电源激励下不同铁心结构换流变压器铁心磁场分布情况进行仿真分析。仿真结果验证了新型结构换流变压器的谐波滤除理论,并对采用不同铁心结构仿真的结果特征进行了阐述。研究成果对特高压直流输电工程换流变压器与滤波器的理论构建具有一定的实际意义和参考价值。

关键词：换流变压器电磁耦合谐波滤除统一磁等值等值磁通铁心结构

基于新型磁场-电路耦合法的集成滤波电感变压器及滤波系统仿真建模

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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高电压技术 2017年第1期43卷 59-66页

作者：李世军罗隆福龙熹廖闻迪许志伟张细政湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 湖南工程学院电气信息学院风力发电机组及控制湖南省重点实验室湘潭411101 2011湖南省风电装备与电能变换协同创新中心湘潭411101 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司长沙410014

在电路建模方面,集成滤波电感变压器缺少能完善其表达电量特性的器件,且其建模方式复杂、计算步骤和计算时间冗长。为此,提出了一种利用电感矩阵作为中间桥梁的新型磁场-电路耦合法。首先分析了集成滤波电感变压器的绕组结构;然后以求... 详细信息

在电路建模方面,集成滤波电感变压器缺少能完善其表达电量特性的器件,且其建模方式复杂、计算步骤和计算时间冗长。为此,提出了一种利用电感矩阵作为中间桥梁的新型磁场-电路耦合法。首先分析了集成滤波电感变压器的绕组结构;然后以求解数学模型的方式,分析了新型磁场-电路耦合法的实际数学计算过程,并列写多种工况下的变压器端口条件;最后以容量为300 k VA的舰船用集成滤波电感整流变压器及滤波系统为例,开展了仿真研究。通过对实际系统的运行测试发现,所有参数的仿真误差均在7.5%以内,所提出的方法能准确地模拟集成滤波电感变压器的实际运行状态,且耗时短、计算精度高。结果表明基于新型磁场-电路耦合法的集成滤波电感变压器及滤波系统仿真建模方法具有良好的工程应用与推广价值。

关键词：集成滤波电感变压器滤波系统空心电抗器新型磁场-电路耦合法谐波滤除短路阻抗

特殊负载与机载电源匹配研究及有源电力滤波器仿真设计

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现代电子技术 2023年第12期46卷 96-100页

作者：肖翼洋张元峰司剑飞骆彬海军航空大学青岛校区山东青岛266041

为提高某型飞机装备的高功率雷达系统的供电可靠性,通常采取三相无刷交流发电机为其单独供电。然而随着服役时间的增长,发电机会出现断轴、转子扫膛等严重故障。在多种故障因素中,雷达负载与发电机供电不匹配是影响发电机寿命的重要因... 详细信息

为提高某型飞机装备的高功率雷达系统的供电可靠性,通常采取三相无刷交流发电机为其单独供电。然而随着服役时间的增长,发电机会出现断轴、转子扫膛等严重故障。在多种故障因素中,雷达负载与发电机供电不匹配是影响发电机寿命的重要因素之一。为此,文中对特殊负载与机载供电电源匹配进行研究,建立谐波对于电机运行的仿真模型;并利用Matlab软件设计电力滤波器模型,运用滞环比较法控制策略对电力电子开关进行控制,实现滤除谐波的功能。最后,提出其他防止谐波的建议,为发电机改装和新型适配电源的研制工作提供理论支撑。

关键词：特殊负载机载电源有源电力滤波器雷达系统供电谐波滤除发电机开关控制