Abstract ：

随着局域配电网中非线性负载的分布式接入,以谐波就地补偿为目标的并联型有源电力滤波器(shunt active power filter,SAPF)传统配置方式需要接入大量治理设备,存在治理效率低、成本高问题。因此,出现了面向局域配电网谐波全局综合抑制的SAPF优化配置问题。首先利用诺顿等效法建立局域配电网谐波电压优化补偿目标函数;其次,结合非线性规划原理和几何辅助分析法对优化问题进行求解,确定SAPF在系统中的安装位置和最优配置容量,提出一种基于SAPF的电网谐波电压优化综合抑制算法;最后,通过搭建IEEE-18节点仿真模型,对所提出的算法进行验证。在网络非线性负载的不同分布情况下,配置结果都...

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并联型有源电力滤波器 几何辅助分析 局域配电网 谐波 谐波抑制

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随着局域配电网中非线性负载的分布式接入,以谐波就地补偿为目标的并联型有源电力滤波器(shunt active power filter,SAPF)传统配置方式需要接入大量治理设备,存在治理效率低、成本高问题.因此,出现了面向局域配电网谐波全局综合抑制的SAPF优化配置问题.首先利用诺顿等效法建立局域配电网谐波电压优化补偿目标函数;其次,结合非线性规划原理和几何辅助分析法对优化问题进行求解,确定SAPF在系统中的安装位置和最优配置容量,提出一种基于SAPF的电网谐波电压优化综合抑制算法;最后,通过搭建IEEE-18节点仿真模型,对所提出的算法进行验证.在网络非线性负载的不同分布情况下,配置结果都具有良好的治理效果,可通过更少数量、容量的SAPF实现配电网整体谐波畸变的高效抑制.

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光伏并网系统由于其清洁无污染、便于分布式发电的优点,在我国西北偏远地区以及乡镇配电台区得到广泛应用。然而该系统易受环境温度、光照强度、电网阻抗以及接入非线性负载等外部环境影响,导致输出包含大量高次谐波,入网电能质量明显下降。为解决光伏发电系统接入偏远配电台区存在的谐波问题,此处提出一种融合有源电力滤波器(APF)算法的光伏并网系统协调统一控制策略,建立了光伏并网系统与APF统一控制数学模型,给出了协调统一控制策略框图。最后通过5 kW光伏并网系统实验,验证了所提控制策略可以有效抑制光伏并网系统输出谐波,提升了接入配电台区的电能质量,具有一定的工程实用价值。

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光伏并网 谐波 有源电力滤波器

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以有源电力滤波器为代表的电能质量治理设备多用于补偿本地负载产生的谐波及不平衡电流。随着配网中非线性负荷的大量接入,本地补偿的配置策略存在成本高、效率低的问题,出现了面向网络电能质量全局综合提升的关键点治理设备配置需求。首先,提出了一种基于层次分析法和模糊隶属度的电能质量数据全局评价方法,作为衡量治理设备配置效果的尺度;其次,以全局配置效果、总装机数量和装机容量为优化目标,以网络各节点谐波含量及不平衡度均满足标准为约束条件,通过多目标粒子群算法确定治理设备最优配置节点及容量的配置策略;最后,通过搭建含有分布式不平衡及谐波负荷的IEEE-18节点仿真模型,验证所提全局评价及设备配置策略对于网络电压谐波及不平衡综合优化的有效性和优越性。

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层次分析法 电能质量全局评价 多目标粒子群算法 模糊隶属度函数 三相不平衡综合补偿 谐波综合补偿 治理设备配置

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本发明提供的一种可变比电压调节和电流补偿的自耦变压器及方法，因为采用了双向软开关(由IGBT与二极管反并联而成)代替了机械开关，通过改变PWM控制器设置的占空比D和变压器的变比N1/N2，实现对电网电压的可变比控制。进而在电网侧各种原因产生电网电压波动的情况下，维持电压不发生畸变。基于有源电力滤波器的可变比电压调节电流补偿混合式自耦变压器是一种新型变压器，将传统变压器与电力电子技术相结合，具有很好的可控性，可用于解决目前普遍存在的电能质量问题。该变压器能够同时实现电压侧的无级调压电压补偿和电流补偿功能。

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以有源电力滤波器为代表的电能质量治理设备多用于补偿本地负载产生的谐波及不平衡电流。随着配网中非线性负荷的大量接入,本地补偿的配置策略存在成本高、效率低的问题,出现了面向网络电能质量全局综合提升的关键点治理设备配置需求。首先,提出了一种基于层次分析法和模糊隶属度的电能质量数据全局评价方法,作为衡量治理设备配置效果的尺度;其次,以全局配置效果、总装机数量和装机容量为优化目标,以网络各节点谐波含量及不平衡度均满足标准为约束条件,通过多目标粒子群算法确定治理设备最优配置节点及容量的配置策略;最后,通过搭建含有分布式不平衡及谐波负荷的IEEE-18节点仿真模型,验证所提全局评价及设备配置策略对于网络电压...

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层次分析法 电能质量全局评价 多目标粒子群算法 模糊隶属度函数 三相不平衡综合补偿 谐波综合补偿 治理设备配置

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电能是人类生活最基本的需求之一。在过去的几十年中，诸如不间断电源、变速 电动机、个人计算机、电视、移动电话和许多其他类似的设备的应用已经得到了长足 的进步。然而，这些设备大都具有非线性特性并且会产生谐波电流，而谐波电会产生 额外的损耗，从而降低系统电能质量以及其他危害。就电能质量而言，可以更广泛的 描述诸如畸变，相位不平衡，线路中断，幅度变化，频率变化，闪烁和瞬变等。此外， 研究发现母线电压畸变对电能质量的影响同时存在于设备级和系统级层面。 因此， 检测并减轻电流谐波使损耗最小化并为客户提供高质量的电源是非常切实和必要的。 为了控制由非线性负荷引起的电能质量污染，许多机构已经颁布了相应的标准。 其中IEEE 519 是适用最为广泛的标准，而IEC 61000-3-2 和IEC 61000-3-4 相应较少。 为满足上述标准，通常会接入针对谐波的滤波设备。在早期，无源滤波器被用来治理 较为简单的谐波污染情况，但是固有限制和一些其他的缺点，历经各种研究而衍生出 了有源电力滤波器（APF）。并联型有源电力滤波器（SAPF）是此类别中使用最为广 泛的滤波器之一。此类滤波器不仅在降低谐波对电能质量的污染上符合上述相关标准， 而且平衡了负荷从网侧吸收的电流，从而有助于减小中性点电流，通过引入这类装备， 有效改善了母线的电能质量，减轻谐波和不平衡负载所产生的源电流的影响。 本文主要以减轻谐波和不平衡负载对母线电能质量的影响为目的，通过研究将 IEEE 519 标准中描述的总谐波畸变率（THD）维持在5%以下，论文主要以三相四线 制电力系统为背景，有源电力滤波器采用SAPF 拓扑、逆变器采用6 个IGBT 构成3 个桥臂，直流侧采用分裂电容式结构；以MATLAB R16 / Simulink 作为仿真平台进行 相关验证。仿真结果来看，该控制体系在不同类型的非线性不平衡负载变化时能成功 地将THD 维持在指定值以下，并且在相位有误时平衡源侧输出电流，而流过中性点 的电流也被成功降到10A 以下，有功功率在达到20kW 时，平均无功功率也低于 1kVAR。

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并联型有源电力滤波器（SAPF） 电能质量 源侧电流平衡 总谐波畸变率（THD）

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电力供应的质量直接影响连接到公共供电网络的设备的校正功能和操作。人们期望设备能够按设计运行，并且设备寿命应该在统计上接近设计值。通常认为网络的可靠性足够高，从而不会在生产损失或功能损失方面造成不可接受的问题。为数字社会经济转型提供电能质量（PQ）是智能电力供应的关键人物之一，未来的全球竞争力要求众多数字设备的无故障运行，这些设备为21世纪的所有生活方面提供动力，运输到建筑和制造以及不同的关键基础设施。在当天的世界里，当电力公用事业消费者想到PQ时，他们认为负载中心和其消费设备的可靠电力供应不受干扰，而清洁电力即随着分布式和分散式发电的转变趋势，电能质量问题正在发生新的变化，并引起世界各大经济体的全球关注。由于连接到电网的非线性负载，电能质量问题如电流谐波失真，不平衡电压，源电压骤升（过电压）和下垂（欠压）。 传统的电容质量缓解设备如电容器组和无源电力滤波器已被证明是不适合考虑当今能源需求的应用，这一事实吸引了电力工程师和公用事业专家的注意力，以开发更加动态和可调整的解决方案来降低电能质量问题。因此，在改善电能质量的不同技术方案之间，有源电力滤波器（APF）已被证明是更重要和正确的选择，可以最大限度地减少PQ问题的财务和技术影响。 研究人员还提出并实施了许多有用的技术，分别使用串联和并联APF设备来分别消除基于电压的问题和与电流有关的谐波发生问题。 统一电源质量调节器（UPQC）是最新的尖端定制功率器件技术之一，它将串联和并联有源电力滤波器集成在一起，并能够同时解决基于电压和电流的PQ问题。 本论文主要围绕两个目标展开：对如何同时缓解基于电压的PQP如过电压（骤升）和欠压（下陷）以及基于电流的电力质量问题（如配电网中负载电流谐波）的使用进行详细分析UPQC系统通过执行不同的鲁棒控制和补偿策略（如TTA和FFT）来实现无故障配电网络。 我的研究还专注于研究并联有源电力滤波器，用于补偿负载电流谐波，并使从电源汲取的电流完全是正弦曲线，并研究串联有源电力滤波器以有目的地缓解来自电源的欠压和过压，并使负载电压完美平衡， 本质上是正弦曲线。最后，本论文将叙述整个UPQC系统中有功和无功潮流的行为 最后，使用Matlab / Simulink工具对UPQC，并联APF和串联APF模型进行仿真，验证了系统和控制方案的有效性。

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UPQC，电力，质量，补偿/控制策略，非线性负载，配电网和功率流

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由于电力电子装置被广泛应用于各种领域，其非线性、冲击性等特性会对电网造成“污染”，电网中无功功率缺失、谐波含量过高都会对系统造成安全隐患。电能质量控制器被提出，用于对电网实现无功补偿及谐波抑制，提高电能质量。目前工程应用最常用的电能质量控制器装置包括静止无功补偿器（SVG）与有源电力滤波器（APF）。 并网逆变器作为SVG和APF的主电路结构，研究其并网控制策略具有深远的意义。通过选用在高频具有优异衰减特性的LCL滤波器，可以有效抑制并网逆变器输出电压由脉宽调制策略带来的高频谐波，提高并网电流的质量和装置的工作效率。LCL滤波器作为一个三阶系统，需要抑制其系统谐振尖峰。在电网阻抗参数变化情况下，提高LCL型逆变器系统的抗干扰能力和稳定性具有很强的现实意义。为了适应电网阻抗参数变化对于控制系统的影响，本文提出了基于模型参考自适应状态反馈的SVG电流控制方法。设计了模型参考型适应控制的自适应规律，并在电网电压畸变的环境下进行了分析。 在我国低压配电系统中，并联型APF在相关环境下会配合无功补偿电容器一起使用，在一定的参数配合下，无功电容器可能与电网阻抗发生谐振。如果能够控制并联型APF起到谐振抑制的功能，那将会使无功补偿电容器在配电系统中的运行更加可靠。本文对负载谐波电流引起的无功电容器与系统之间发生的并联谐振问题进行了讨论，并针对基于负载电流检测的系统谐振抑制传统方法存在不能抑制系统串联谐振的问题，本文提出了系统谐振抑制自整定方法。 同时为了实现电能质量治理装置在工程实际应用中的可视化和人机互动化，本文设计了电能质量控制器通讯与监控系统。最后，通过仿真或实验验证了各个部分研究内容的正确性和可行性。

Keyword ：

APF LCL滤波器 Modbus通信 SVG 电能质量 弱电网 自适应控制

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近年来， 电网中传输线路和无功补偿电容之间的谐振问题愈发严重。 谐振导致了 系统中谐波电压和谐波电流的放大。非线性负载是系统中谐波电流的主要来源。 谐波 电流在线路阻抗中传播时引起了谐波电压。 这些谐波电压在无功补偿电容、变压器和输电线路中传播放大。 电力电子技术的 快速发展，使得变流器的应用范围不断扩大， 比如电视，电磁炉等， 这些变流器逐渐成 为系统中谐波的重要来源。 在非线性负荷旁加装 LC 滤波电路可以抑制谐波。但是 LC 无源支路也可能和传输线路 及变压器产生谐振问题。 当负载的谐波频率接近系统的谐振频率时， 谐波会出现严重 的放大。 阻性的负荷可以抑制系统中的谐波谐振问题。 有源电力滤波器可以用于治理 系统中的谐波电流，同时对系统中的谐波谐振也有很强的阻尼作用。 本文基于并联有 源电力滤波器，通过对谐波电压的检测，提出一种谐振抑制方法。 在谐波频率上， 有源 电力滤波器被控制为谐波电阻。 当变流器安装与线路末端或者接近非线性负荷时， 实现了很好的谐波谐振阻尼效 果。仿真结果证明了理论的正确性和有效性。

Keyword ：

并联电力滤波器 非闲心负荷 配电网 线路阻抗 谐波传递 谐振

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