2015年, 第13卷, 第5期　刊出日期：2015-09-30

  

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太阳能、风力、燃料电池发电
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  光伏电站接入对电能质量的影响及其对策措施研究

  李自鹏,陆畅,沈攀,李红,韩杨

  电源学报. 2015, 13(5): 1-9. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2015.5.1

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  大规模光伏发电系统在新能源的发展中有着十分重要的地位.首先,分析了大规模光伏发电系统的特点,重点阐述了光伏发电对电能质量造成的主要影响以及其原因;然后,为了更好地研究光伏并网系统的稳定性,接着讨论了大规模光伏建模的动态以及静态模型;同时分析了谐波、电压质量对电能质量的影响,讨论了电网非对称故障情况下的过电压/过电流问题以及低压穿越技术和孤岛监测技术等;最后,总结了国内外相关的对策和措施,为大规模光伏并网发电系统的规划、仿真、以及控制策略等提供了相应的参考.
谐波、电磁兼容和电能质量控制
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  有源滤波器的最优安装点和检测点的研究

  陈乐柱,杜荣权,穆瑜

  电源学报. 2015, 13(5): 10-14. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2015.5.10

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  有源滤波器和并联电容器组在系统中安装位置的不同,混合补偿系统有2种典型的电路结构类型.由于电路结构类型及有源滤波器所采取的谐波电流检测点的不同,有源滤波器投入后可能会使系统因谐振作用而不能正常工作.建立配电网及混合型有源滤波器的等效模型和传递函数,分析有源滤波器最优安装点和检测点的选择方法对系统谐波的抑制作用.仿真结果验证了理论分析的正确性.
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  风力发电并网电压扰动信号的分析与检测

  郭琳,王萍,王慧慧

  电源学报. 2015, 13(5): 15-21. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2015.5.15

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  风力发电并网中的暂态电能质量问题严重影响电网的安全稳定运行和用电设备的正常使用,因此深入分析风电并网产生的暂态电能质量问题并且准确检测扰动是非常必要的.首先,分析了风电并网系统引起暂态电压扰动的原因,并建立风电并网系统的仿真模型,得出电压扰动信号的具体类型;然后,基于稀疏分解的思想,分析了具体的暂态电压扰动信号;再针对其特点构造了风电并网电压扰动原子库,减少了信号分解时的计算量,提高了匹配追踪的速度.该方法不仅对扰动信号准确分类,并且同时实现了扰动信号的定位和参数估计,辨识方法简单有效,精度较高.
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  基于无差拍控制的有源电力滤波器直接电流控制研究

  贺永平,庄圣贤

  电源学报. 2015, 13(5): 22-26. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2015.5.22

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  提出一种基于无差拍控制的有源电力滤波器网侧电流直接控制方法.与传统网侧电流控制法相比,该方法的无差拍电流控制策略在αβ茁坐标系中实现,抑制了由dq变换引入的严重耦合;引入负载电流基波分量作为网侧电流的给定值,增强了系统的动态响应;对负载电流和电网电压进行前馈补偿,进一步提高了系统的补偿精度.仿真结果表明:改进方法比传统控制法具有更优越的动态性能,且可以实现APF对负载电流谐波分量和无功分量的选择性补偿.
系统仿真、建模与控制
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  两种扰动源引起电压暂降的快速检测及特征分析

  郭敏,金庆忍,陈卫东,楚红波

  电源学报. 2015, 13(5): 27-33. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2015.5.27

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  电压暂降在电网中具有一定的传播性,无论从电网还是用户都迫切需要对电压暂降进行研究和治理.作为解决电压暂降问题的前提,需先对其检测方法进行研究.分析了感应电动机启动和变压器激磁两种扰动情况引起电压暂降的原因,在此基础上采用了基于S变换的短时电能质量扰动检测方法,从S变换的结果中提取出所需数据,并以此来对上述两种扰动情况的暂降深度、相位跳变、持续时间和谐波含量进行分析.仿真结果表明,该方法很好地实现了对电压暂降各特征量的检测;在对暂降录波波形数据进行后续离线分析应用方面具有较高的实用价值.
储能控制及系统
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  现代储能技术应用概况及展望

  林海雪

  电源学报. 2015, 13(5): 34-40. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2015.5.34

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  综述了现代储能技术在电网中的应用,概述了各种型式的储能技术的特点及其应用场合,介绍了国内外MW级储能项目的发展情况,简单讨论了储能容量的配置、经济成本及其市场规模,最后介绍了我国储能产业化的相关政策和发展前景.
谐波、电磁兼容和电能质量控制
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  中频电源间谐波发射特性机理研究

  朱明星,胡贺军,陈兵,胡茂亮,焦亚东

  电源学报. 2015, 13(5): 41-47. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2015.5.41

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  针对中频电源间谐波严重危害电力设备的安全稳定运行问题,基于中频电源的电路拓扑结构,深入分析了此设备间谐波的产生机理.首先分别对中频电源中整流器和半桥逆变器的谐波发生特性进行了数学建模;然后结合两者的谐波传递规律推导出中频电源间谐波发射机理的数学模型;最后以十二脉中频电源为例,分别对其进行了仿真设计和实测数据分析.仿真结果和实测数据结果表明,该间谐波数学模型准确描述了中频电源间谐波的发射特性,其模型准确度可满足工程应用的要求.
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  电能质量监测数据一致性定义及检测方法

  邱丽羚,马素霞,马晨霞,李树超

  电源学报. 2015, 13(5): 48-53. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2015.5.48

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  针对国内各地方电网公司电能质量分析系统高级应用的需求,解决电能质量监测数据格式相互不兼容的问题,并在IEEE1159.3标准的基础上,提出了一种关于电能质量数据通道定义和序列定义的标准规范.该标准规范可存储于数据库中形成电能质量检测数据一致性定义标准库,管理员可对该标准库进行自定义升级和维护;同时,还提出了一种基于该标准规范的检测方法,对各电能质量监测终端的PQDIF文件进行检测.由检测结果判断所检测的PQDIF文件是否符合标准规范,从而确定检测终端是否满足接入电能质量分析系统的条件.
太阳能、风力、燃料电池发电
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  大规模DFIG风电场接入对电网的影响及其对策研究

  罗名煜,陆畅,沈攀,李红,韩杨

  电源学报. 2015, 13(5): 54-61. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2015.5.54

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  首先简要阐述了DFIG风电的拓扑结构;然后重点介绍了大规模的风电并网对电网对电能质量、电压、电网频率和系统稳定性等的影响;接着讲述了包括使用静止无功补偿器、有源滤波器等方法提高系统的故障穿越能力一般的应对措施;最后介绍了国内外风电研究技术,包括模糊C均值聚类算法在风电场中的应用、谐波辐射分析、针对弱电系统的风电模型等的新成果,为风电的发展起重要的推动作用.
谐波、电磁兼容和电能质量控制
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  微电网中电能质量问题及解决策略

  孟良,段晓波,孟令明,胡文平

  电源学报. 2015, 13(5): 62-68. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2015.5.62

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  介绍了微电网的电能质量问题及新型有源电力滤波器(APF)的控制原理,利用Matlab实时代码工具箱RTW建立了新型APF的仿真模型,通过该模型自动生成C语言代码,并将该代码实际应用于微电网系统内实际运行,验证了新型APF的控制原理;结果表明将该APF应用于微电网对微电网电能质量的改善具有较大的积极作用.
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  单晶炉配电系统电能质量分析与解决方案

  王海涛,董海波,王怡

  电源学报. 2015, 13(5): 69-72. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2015.5.69

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  针对蓝宝石单晶炉配电系统的电能质量状况,对其产生谐波的原因及对电网造成的危害进行了分析.通过对该类负载的特性分析,提出了采用有源电力滤波器进行电能质量治理的解决方案,并通过实际案例验证了治理效果.
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  一种高频自冷的全数字控制有源电力滤波器

  孙运杰,傅鸿雅,王森,石涛

  电源学报. 2015, 13(5): 73-77. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2015.5.73

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  在现代化电网中,以数字化控制技术为核心的有源电力滤波器(APF)在改善电能质量方面得到广泛应用.在某些特殊应用场合,APF产品对于功率密度和散热方式有着严格的要求.基于此,提出一种高频自冷有源电力滤波器产品,该产品采用传统两电平拓扑结构.功率器件选择三相全桥碳化硅(SiC)MOSFET模块,控制系统选择DSP+FPGA综合控制的方式.最终,将其应用于20 A的三相四线制APF样机中.
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  一种改进的无功及谐波电流检测方法

  毛宇阳,杨立军,杨志,邹积勇

  电源学报. 2015, 13(5): 78-82. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2015.5.78

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  有源电力滤波器的工作性能很大程度上取决于是否能够准确、实时地检测无功及谐波电流.针对单相系统瞬时无功与谐波检测算法复杂的问题,提出了一种改进的检测方法.不需要锁相环(PLL)和复杂的硬件电路,利用正交波形特性检测出电压相位,不仅减少了计算量,并且可根据需求分别检测出总谐波电流或特定次谐波的大小.该算法还能直接推广应用于三相三线制、三相四线制系统无功及谐波电流检测.
其他
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  交直流送出系统次同步振荡及抑制措施的研究

  顾强,武云生

  电源学报. 2015, 13(5): 83-92. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2015.5.83

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  直流输电(HVDC)或可控串补线路运行时,有可能激发附近的汽轮发电机组轴系次同步振荡(SSO),振荡具有复杂的波形.对首先发生的这种复杂次同步振荡的特性进行了研究,并分析了引起SSO的原因,最后提出了使用基于STATCOM的SSO阻尼装置方案.现场运行结果表明,这种SSO阻尼装置可有效抑制发电机组轴系的SSO,其性价比有明显的优势.
谐波、电磁兼容和电能质量控制
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  基于STATCOM的超级电容储能系统的风电并网

  李洪珠,张馨瑜,孙佳月

  电源学报. 2015, 13(5): 93-98. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2015.5.93

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  为了提高电网的电能质量,探讨了一种与永磁同步发电机(PMSG)相连接的电网控制和运行策略.该电机以直驱变速风电机组和静止同步补偿器(STATCOM)为基础,STATCOM的应用是通过风力涡轮机的不脱网运转能力来提高了系统性能,发电机侧变换器的控制策略是应用STATCOM控制器实现传输效率最大化.通过Matlab对其进行了仿真验证.仿真结果表明,带有STATCOM的超级电容器能量存储系统能够提高风能系统电网故障或扰动时的稳态和动态性能.
微型电网、智能电网中的电力电子技术
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  电压暂降对光伏逆变器的影响分析

  史明明,袁晓冬,陈兵

  电源学报. 2015, 13(5): 99-104. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2015.5.99

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  首先,分析了单相和三相光伏并网逆变器在电压暂降发生时刻的开关模态,对其电流变化规律进行了数学推导;再在理论分析的基础上,对逆变器在不同输出功率、跌落深度和跌落相位角等工况条件下进行了电压暂降实验.实验结果表明,电网电压暂降时由于并网电感两端电压的突变导致电感电流的骤升,电感电流的变化速率远超过逆变器的控制带宽.对于未设计低电压穿越功能的逆变器,电压暂降通常会触发逆变器保护动作封锁驱动导致停机.
新颖开关电源
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  基于直流供电技术的电压暂降保护系统研究

  李江龙,王丽,陈文波

  电源学报. 2015, 13(5): 105-111. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2015.5.105

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  变频器在软启动、变频调速、优化设计、经济运行等方面具有明显优势,得到广泛应用.在电压暂降期间,变频器会因低压保护而跳闸,造成连续性生产企业非计划停运,带来巨大的经济损失和事故.根据变频器交-直-交的特性,结合电力电子技术,研究开发了两种基于直流供电技术的电压暂降保护系统.两种保护系统分别利用电网残压和蓄电池组作为能量来源,通过Boost DC/DC变换器,输出恒定的直流电压,为变频器直流母线提供恒定的直流电.实验数据和现场应用表明,该两种电压暂降保护系统可以确保变频器在电压暂降期间正常运行,大大提高了供电可靠性,为用户避免了大量的经济损失.
谐波、电磁兼容和电能质量控制
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  电力系统谐波不稳定

  赵贺

  电源学报. 2015, 13(5): 112-117. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2015.5.112

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  说明了谐波不稳定的实质,介绍并分析了国内外发生的谐波不稳定过程.给出一个算例,关系到变压器涌流引发高压直流输电换流器换相失败而系统失稳.
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  电网谐波与无功电容器组的关联性分析

  袁晓冬,史明明,陈兵

  电源学报. 2015, 13(5): 118-121. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2015.5.118

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  利用皮尔逊积矩相关系数分析方法将电网谐波电压畸变率与电网运行参数之间的关联性相结合,给电能质量数据分析与预警提供了一种新思路.分析计算结果表明,电网谐波畸变率与无功电容器组的投入量两者之间具有高度相关性.最后,基于分析结果对电网的无功电压优化控制提出了合理建议.
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  DSTATCOM在焊装车间无功及负序电流补偿研究

  郁伉,李瑜,齐东流

  电源学报. 2015, 13(5): 122-127. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2015.5.122

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  汽车焊装车间主要负荷为悬挂式点焊机,由两相线电压供电,是典型的大冲击性负荷,会导致焊装车间存在严重三相不平衡及大量谐波电流.在焊装车间电能质量问题进行检测评估基础上,采用Y型低压DSTATCOM进行无功及负序电流补偿,给出了主要控制策略,很好地解决了电能质量问题.仿真及实验结果表明,设计装置可以很好地补偿系统功率因数.
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  基于模块化多电平技术的有源滤波器研究

  杜辉,赵玉伟

  电源学报. 2015, 13(5): 128-133. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2015.5.128

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  多电平逆变器通常应用于中压大功率变频和无功补偿装置中.与传统的多电平逆变器相比,其模块化设计易于扩展,灵活性更高,适用范围更加广泛.在分析了MMC的拓扑结构、工作原理的基础上,首先设计了一种采用模块化多电平逆变器(MMC)的有源滤波器(APF),提高电压等级和波形质量.采用适合MMC-APF的多电平滞环空间矢量控制方法,每相中只有一对模块进行PWM调节.针对传统的电容电压平衡控制中子模块投切频繁、器件开关频率较高的缺点,提出了一种电容电压优化控制策略,除了降低选择机制的执行频率外,可将传统的排序选择机制应用于部分模块.Matlab的仿真结果验证了控制策略的有效性和可行性.