复杂电网环境下并联有源滤器的补偿失效机理分析及谐波阻抗定制

基本信息
批准号:51807021
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:谢川
学科分类:
依托单位:电子科技大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:郑宏,赵建程,张学强,李喆,徐昱,张忠毅,陈果
关键词:
谐波抑制非线性负载电能质量控制阻抗稳定性有源滤波
结项摘要

With the continuous increasing penetration of power-electronics-interface based power generation/consumption equipment in the grid, both the grid side and load side equivalent impedances exhibit strong nonlinearity and time-varying characteristic at the installation point of shunt active filters(SAF), which makes them suffer from harmonic filtering failure issues and even lead to the harmonic amplification and harmonic oscillation, severely hinders the application of SAFs as well as the progress of harmonic control industry, and threatens the safety and stable operation of the power grid. Based on the basic principle of impedance matching, this project proposes the harmonic impedance shaping method for the failure issues in order to improve the adaptability and harmonic compensation performance of the SAFs. To be specific, the project will investigate modeling and compensation failure mechanism analysis methods for the SAF in complex grid conditions, develop failure characteristics based comprehensive performance evaluation and multi-objective optimization based harmonic impedance matching methods, and study the harmonic impedance shaping methods for SAFs. The effectiveness of the proposed solutions will be validated via theoretical analysis, simulation and experiments. The project will provide the theoretical basis and technical support for developing ‘grid-friendly’ SAFs. Meanwhile, this project has great practical value in promoting the progress of harmonic control industry as well as high quality of power grid in China.

随着电网中带电力电子接口的发电电源与用电设备渗透率的持续提高,并联有源滤波器接入点的网侧与负载侧等效阻抗呈强烈的非线性与时变特征,导致其发生补偿失效问题,甚至引起谐波放大和谐波振荡,严重制约了并联有源滤波器的应用与谐波治理行业的发展,威胁电网的安全稳定运行。针对这一问题,本项目拟基于阻抗匹配的基本原理,提出基于谐波阻抗定制的解决方案,以提升并联有源滤波器对复杂电网环境的适应能力和谐波补偿效果。本项目重点研究:复杂电网环境下并联有源滤波器补偿系统的建模与补偿失效机理分析;基于失效特征的综合性能评估与多目标优化的阻抗匹配方法;并联有源滤波器的谐波阻抗定制方法。通过理论分析、仿真验证和实验验证的技术路线来论证所提方法的有效性。本项目的成果将为“电网友好型”并联有源滤波器的设计提供重要的理论依据和方法支撑,并且对我国谐波治理行业的健康发展和电网的高质量运行具有重要的现实意义。

项目摘要

本项目从并网变流器与电网阻抗匹配角度,研究复杂电网阻抗环境下并联有源滤波器的补偿失效问题的阻抗不匹配本质与谐波阻抗重塑的解决方案。本项目的主要研究内容和结果如下:(1)对于LCL型并网的有源滤波器,采用多控制环路解耦的思想,建立了“基于子导纳组合”的统一阻抗模型,便于进一步系统稳定性分析和控制参数设计;(2)在统一阻抗模型下,找到了一种面向谐波阻抗无源化的并联有源滤波器控制参数解析设计方法,实现至Nyquist频率的端口阻抗无源化设计;(3)在至Nyquist频率阻抗无源化约束下,对并联有源滤波器控制方案和策略进行了工程应用的简化。本项目发表SCI期刊论文8篇,在APEC、IECON等学术会议发表论文7篇;申请发明专利2项;培养博士研究生2名、硕士研究生5名。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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