四橋臂有源濾波器在改善微網(wǎng)電能質(zhì)量中的應(yīng)用研究

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(國網(wǎng)新疆電力公司電力科學(xué)研究院,新疆 烏魯木齊 830011)

1 引言

微網(wǎng)主要是采用分布式發(fā)電而組建起來的網(wǎng)絡(luò)，其特點(diǎn)是可以充分利用分散性能源，并且接近用戶端，可以直接為用戶供電，提高能源的利用率，減少大電網(wǎng)造成的輸電損耗[1-3]。但由于分布式發(fā)電的不穩(wěn)定性，常常將分布式電源接入到中低壓配電網(wǎng)絡(luò)中，以提高分布式電源的供電可靠性，由于微網(wǎng)的變流器是由非線性元件組成，會對電網(wǎng)帶來諧波污染，同時負(fù)載不平衡也會有電流不平衡等電能質(zhì)量問題。為了解決微網(wǎng)接入對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響，本文通過對微網(wǎng)接入對電網(wǎng)的影響進(jìn)行了分析，針對影響的特點(diǎn)設(shè)計了基于四橋臂有源濾波器[4]的控制策略并從仿真上分析了控制策略的可行性，以減少微網(wǎng)接入電網(wǎng)對電網(wǎng)產(chǎn)生的影響。

2 微網(wǎng)諧波產(chǎn)生機(jī)理分析

由于微網(wǎng)一般都含有變流器，而變流器屬于開關(guān)型器件，容易產(chǎn)生諧波。下面分析三相變流器產(chǎn)生諧波的原因，如圖1所示為三相變流器的主電路，定義三相變流器的諧波分析的開關(guān)函數(shù)分別為Sa、Sb、Sc。

在理想的情況下，在三相變流器的逆變側(cè)，直流側(cè)電流id和交流側(cè)電壓ua滿足:

(1)

圖1 三相變流器主電路

在三相變流器的整流側(cè)，其交流側(cè)電流ia和直流側(cè)電壓ud滿足

(2)

在式(1)和式(2)中，Sia、Sib、Sic分別為三相變流器諧波分析的電流開關(guān)函數(shù)，Sua、Sub、Suc分別為三相變流器諧波分析的電壓開關(guān)函數(shù)。

3.2.2 補(bǔ)償電流檢測

將計算得出的三相變流器諧波分析的開關(guān)函數(shù)[5]代入式(1)或式(2)中，可得如下結(jié)論：

雖然交流側(cè)的諧波電流是由于直流側(cè)的諧波調(diào)制產(chǎn)生的，可以通過在交流側(cè)加裝有源濾波器來產(chǎn)生補(bǔ)償電流來對諧波電流進(jìn)行補(bǔ)償，圖2所示為四橋臂有源濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。

(1) 在三相變流器的工作狀態(tài)在理想狀態(tài)的情況下，即系統(tǒng)三相電壓和負(fù)載對稱，僅考慮變流器的換相過程，在變流器的直流側(cè)會出現(xiàn)系統(tǒng)頻率6k次的諧波電壓。在系統(tǒng)側(cè)，由于變流器直流側(cè)6k次諧波電壓會產(chǎn)會6k次諧波電流，變流器直流側(cè)的6k次諧波電流及直流電流會同時被諧波分析開關(guān)函數(shù)調(diào)制，調(diào)制結(jié)果如下：

|fi±fj|=|(6k1±(6k2±1))|=|6k±1|

(3)

通過式(3)可知，在直流側(cè)的6k次諧波和直流電流被調(diào)制后將會在交流系統(tǒng)側(cè)產(chǎn)生6k±1次的諧波電流。

(2) 在三相變流器的工作狀態(tài)在非理想狀態(tài)的情況下，會有非特征諧波電壓出現(xiàn)在變流器的直流側(cè)將，這些非特征諧波電壓經(jīng)諧波分析開關(guān)函數(shù)調(diào)制后，在交流系統(tǒng)側(cè)會出現(xiàn)相應(yīng)的非特征諧波電流。例如在系統(tǒng)三相電壓不平衡的時候，6k±2次諧波電壓所對應(yīng)的諧波電流經(jīng)諧波開關(guān)函數(shù)調(diào)制后將得來如式(4)所示的諧波電流。

|fi±fj|=|(6k1±2)±(6k2±1)|

(4)

(3)當(dāng)直流側(cè)的擾動項ωm為非基波的整數(shù)倍頻率時，其擾動項經(jīng)過諧波開關(guān)函數(shù)調(diào)制，在交流系統(tǒng)側(cè)將產(chǎn)生如式(5)所示的間諧波分量，由此可知，交流側(cè)的非整數(shù)倍基波頻率的紋波分量主要是由直流側(cè)的非整數(shù)倍基波頻率的擾動引起的。

|fi±fj|=|ωm±(6k±1)|

(5)

由以上的分析可知，變流器會將不同頻率的諧波電壓轉(zhuǎn)換成不同頻率的諧波電流，為了解決上述問題，可以采用四橋臂有源濾波器來補(bǔ)償諧波電流，以優(yōu)化交流系統(tǒng)側(cè)的電能質(zhì)量。

通過測定結(jié)果，不難看出云南省8個地區(qū)的蒼耳子皆符合《藥用植物及制劑進(jìn)出口綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》和2015年版《中華人民共和國藥典》，供樣品中的4種重金屬As、Hg、Pb、Cd都低于限定值，所以云南省8個地區(qū)的蒼耳子皆為安全藥用中藥材。同時也為滇產(chǎn)蒼耳子的優(yōu)質(zhì)分級管理提供基礎(chǔ)性依據(jù)，進(jìn)而完善現(xiàn)代方法評價內(nèi)容。

3 四橋臂有源濾波器結(jié)構(gòu)和工作原理

3.1 四橋臂有源濾波器結(jié)構(gòu)

等到柳紅感覺到小腹上那個硬梆梆的東西，并意識到這東西不是她的時候，她才啊喲地叫了一聲，放開蘇長河跑進(jìn)屋去。

Vc含量作為衡量檸檬果醋品質(zhì)的又一重要指標(biāo)，表明檸檬果醋的保健價值，本文通過紫外分光光度法測量檸檬果醋的Vc含量。由表5可知，檸檬果醋的Vc含量隨發(fā)酵時間的推移而逐漸降低，但基本保持不變。推斷可能是由于外界因素導(dǎo)致Vc含量的降低，如光照、溫度等。

圖2 四橋臂有源濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

從圖2中可以看出，該微網(wǎng)有源濾波器由并聯(lián)四橋臂電壓源變流器、直流電容、串聯(lián)電感等元件構(gòu)成，其中主要特點(diǎn)是在三相四線制的中線上加裝一個橋臂，中線上新加的橋臂可以用來解決中性點(diǎn)零序電流不平衡的問題[6]。同時第四個橋臂的控制與其他三相的控制是相互獨(dú)立的，也就是說，在增加了解決中性點(diǎn)電流不平衡的橋臂后，整個系統(tǒng)的控制的復(fù)雜性并沒有增加。對于濾波器的直流電源可以接蓄電池或其他儲能裝置。在負(fù)載電流不平衡或負(fù)載為非線性情況下，該種有源并聯(lián)濾波器可以輸出補(bǔ)償電流對微網(wǎng)諧波或不平衡電流進(jìn)行補(bǔ)償，同時由于其直流電源接的為儲能裝置，這種有源濾波器還可以對微電網(wǎng)功率波動進(jìn)行補(bǔ)償。

3.2 四橋臂有源濾波器參考電流

3.2.1 并網(wǎng)功率電流計算

首先，當(dāng)客戶不再擁有自己的車隊和倉儲庫存而是全部依賴于“第三方”為它和它的客戶提供部分或全部的物流服務(wù)時用戶和第三方物流公司之間就會形成共享信息、共擔(dān)風(fēng)險、共同獲利的關(guān)系[14]。

(6)

同時系統(tǒng)瞬時零序功率p0有功功率p和無功功率q可分別用下式表示，

(7)

撕絨捻線：一般在采集當(dāng)晚撕絨，最多不超過三天，因?yàn)楸ｕr時比較容易撕，過后不易撕。撕時把葉子尖部掐開，撕下一半，接另一半撕下另一半，照此把所有葉子絨撕下的同時接在一起然后規(guī)范繞成線支晾干后繞線球備織。

(8)

式(3)中u0、uα、uβ、i0、iα、iβ分別為交流系統(tǒng)電壓和交流系統(tǒng)電流在αβ0坐標(biāo)系下的分量。由式(3)可見，控制輸出p0、p、q只需控制i0、iα和iβ即可。微網(wǎng)變流器采用PQ控制時，零序電流分量為零(i0=0，p0=0)，把p=Pm*，q=Qm*作為參考值代入式(7)中，經(jīng)變換后可得并網(wǎng)電流參考值為：

在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，大多數(shù)教師對學(xué)生進(jìn)行填鴨式教育。這種教學(xué)方法只注重學(xué)生的學(xué)習(xí)成績以及他們的升學(xué)率，絲毫不注重學(xué)生對所學(xué)知識內(nèi)容的掌握程度。教師只是一味地給學(xué)生灌輸知識，學(xué)生也像機(jī)器一樣被動接受知識。這就極大地限制了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力以及他們的創(chuàng)新能力。國家對學(xué)生的要求不再是考試拿到好成績，更要注重學(xué)生學(xué)習(xí)的全面發(fā)展，尤其是他們的自主創(chuàng)新能力。這種能力將會伴隨學(xué)生一生的發(fā)展，在學(xué)習(xí)文化知識時，找到學(xué)習(xí)樂趣，并注重發(fā)揮自己的特長，在興趣的帶動下激發(fā)自身的創(chuàng)造能力。

不平衡及諧波電流的補(bǔ)償電流檢測方法原理如圖3所示。

圖3 補(bǔ)償電流檢測

從圖3中可以看出，通過Cabc-αβ變換后，交流系統(tǒng)三相電壓ua,b,c變換為uα,β，這其中可能會包含正序電壓分量，負(fù)序電壓分量及諧波分量。在對正序分量的檢測上，采用圖4所示的基于二階廣義積分器(SOGI)的檢測方法檢測[9-10]。

圖4 基波檢測

由式(3)、(4)可見，如果微網(wǎng)靜止坐標(biāo)下電壓uα、uβ微電網(wǎng)背景電壓不平衡并含有