电能质量治理技术及应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1谐波的研究现状和危害 1

1.2治理谐波的方法 3

1.3有源电力滤波器相关问题的综述 7

1.3.1有源电力滤波器参考电流的获取方法 7

1.3.2混合型有源电力滤波器优化设计方法 10

1.3.3有源电力滤波器的控制策略 12

1.3.4有源电力滤波器对谐波源的补偿特性 13

1.4级联STATCOM设计方法综述 14

1.5微电网系统中多功能电能质量调节装置 15

1.6光伏微电网控制方法综述 16

1.6.1光伏直流微电网母线电压分层协调控制方法 16

1.6.2光伏并网逆变器迭代比例积分电流控制方法 17

1.7含分布式发电的配电网无功优化综述 18

1.8本书的主要内容及创新点 19

1.8.1主要内容 19

1.8.2主要创新点 21

第2章 电能质量检测方法 23

2.1基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法 23

2.1.1三相电路谐波电流检测方法 23

2.1.2单相电路谐波电流检测方法 39

2.1.3四相电路谐波电流检测方法 52

2.2基于自适应理论的谐波电流检测方法 59

2.2.1自适应滤波理论 59

2.2.2基于自适应噪声对消技术的改进型谐波电流检测方法 68

2.2.3基于频谱搬移原理的自适应谐波检测方法 72

2.3暂态电压质量检测方法 74

2.3.1傅里叶变换法 75

2.3.2小波变换法 80

2.3.3人工神经网络方法 83

2.3.4小结 86

2.4基于dq变换的暂态电压质量检测方法 86

2.4.1基于瞬时无功功率理论的dq变换法 87

2.4.2基于双dq变换的正负序检测算法 88

2.4.3零序的无时延dq检测算法 90

2.4.4基于dq变化的顺序形态滤波算法 91

2.4.5小结 100

第3章 谐波电流预测方法 101

3.1产生延时的原因及解决延时的办法 101

3.1.1产生延时的原因 101

3.1.2解决延时的措施 103

3.2传统预测方法 104

3.2.1基于神经网络理论的预测方法 104

3.2.2一种用于电力牵引系统的谐波电流预测方法 106

3.3基于加权一阶局域理论的谐波电流预测方法 107

3.3.1加权一阶局域方法 107

3.3.2预测控制 110

3.3.3仿真与实验结果分析 111

3.3.4结论 112

3.4基于快速块LMS算法的谐波电流预测方法 113

3.4.1快速块LMS算法 113

3.4.2谐波电流预测 115

3.4.3仿真 116

3.4.4结论 118

3.5基于前向线性预测理论的谐波电流预测方法 118

3.5.1前向线性谐波电流预测方法 118

3.5.2仿真与实验 120

3.5.3结论 123

3.6基于后向最佳线性预测理论的风电场HAPF谐波电流预测方法 124

3.6.1风电场HAPF工作原理 124

3.6.2后向线性谐波电流预测与分析方法 125

3.6.3仿真与实验 127

3.6.4结论 130

第4章 混合型有源电力滤波器参数设计与控制方法 131

4.1无源滤波器优化设计方法 131

4.1.1基于交互式多目标遗传算法的无源滤波器优化设计方法 131

4.1.2基于多岛粒子群算法的无源滤波器多目标优化设计 137

4.2并联型有源电力滤波器的工作原理 143

4.2.1无源电力滤波器的功能 144

4.2.2有源电力滤波器的功能 144

4.3并联型有源滤波器参数优化设计 145

4.3.1低通滤波器的优化设计 145

4.3.2逆变器直流侧电容的设计 147

4.3.3逆变器开关器件选择 149

4.4并联型有源电力滤波器的控制策略 150

4.4.1检测负载谐波电流控制方式 150

4.4.2检测电网谐波电流控制方式 151

4.4.3同时检测负载和电网谐波电流控制方式 153

4.4.4仿真结果分析 154

4.4.5交流侧LC电路的设计 157

4.5串联型有源电力滤波器的工作原理 158

4.6串联型有源电力滤波器主电路参数的设计 159

4.6.1串联型有源电力滤波器整体优化设计 160

4.6.2串联型有源电力滤波器内部优化设计 164

4.7串联型有源电力滤波器的控制方法 169

4.7.1 PWM脉冲信号产生方式 170

4.7.2串联型有源电力滤波器分析与数学模型 172

4.7.3 PWM逆变器前馈控制方式 173

4.7.4 PWM逆变器电压反馈控制方式 175

4.7.5 PWM逆变器双闭环反馈控制方式 177

4.7.6仿真 181

4.8 UPQC优化控制研究 183

4.8.1基于鲁棒H2/H∞理论的UPQC优化控制方法 183

4.8.2基于变约束预测控制的UPQC控制方法 190

4.9级联HAPF的拓扑结构及设计 195

4.9.1硬件电路设计 196

4.9.2系统软件设计 201

4.9.3变流器机组设计 205

4.9.4施工设计 205

第5章 有源电力滤波器对谐波源的补偿特性 208

5.1 APF对电动机和电容器谐波源的补偿特性 208

5.1.1感应电动机谐波源 208

5.1.2并联电容器谐波源 210

5.1.3电感性与电容性谐波源模型 212

5.1.4并联型APF对电动机和电容器谐波源的补偿特性 213

5.1.5串联型APF对电动机和电容器谐波源的补偿特性 214

5.1.6实验结果分析 216

5.1.7结论 217

5.2 APF对变压器谐波源补偿特性的研究 217

5.2.1变压器谐波源模型 218

5.2.2变压器谐波源模型 220

5.2.3串联型APF对变压器谐波源的补偿特性 220

5.2.4并联型APF对变压器谐波源的补偿特性 221

5.2.5仿真和实验结果分析 221

5.2.6结论 223

5.3 APF对变流器谐波源的补偿特性 223

5.3.1变流器谐波源模型 223

5.3.2并联型APF对变流器谐波源的补偿特性 224

5.3.3串联型APF对变流器谐波源的补偿特性 224

5.3.4结论 224

5.4串联混合型APF对三相负载谐波源补偿特性的研究 225

5.4.1三相负载谐波源模型 225

5.4.2串联混合型有源电力滤波器模型 228

5.4.3串联混合型APF对负载谐波源的补偿特性 229

5.4.4实验研究 230

5.4.5结论 232

第6章 级联STATCOM结构原理及设计方法 233

6.1 STATCOM的无功补偿原理及拓扑结构 233

6.1.1 STATCOM的无功补偿原理 233

6.1.2 STATCOM的主电路拓扑结构 234

6.2控制软件设计 236

6.2.1级联STATCOM直流侧电压控制方法 236

6.2.2三相电压不平衡下级联STATCOM的控制方法 242

6.3控制硬件设计 249

6.3.1控制部分硬件组成 250

6.3.2主控制板MPU 250

6.3.3功率单元控制系统 253

6.3.4可扩展光纤网络 257

6.4变流器模块设计 259

6.4.1主要元件选型 259

6.4.2模块散热设计 262

6.4.3低感母排设计 263

6.4.4模块结构设计 264

6.4.5模块旁路设计 265

6.5变流器机组设计 266

6.5.1变流器柜结构设计 266

6.5.2变流柜散热设计 268

6.6施工设计 270

6.7 STATCOM监控界面 271

本章小结 274

第7章 微电网多功能电能质量调节装置 275

7.1微电网多功能电能质量调节装置的背景及意义 275

7.2微电网储能单元与有源电力滤波器的组合 277

7.2.1储能单元和APF运行及控制原理 278

7.2.2储能单元与APF组合原理及数学模型 278

7.2.3组合装置的控制策略 281

7.2.4仿真及运行结果分析 287

7.3含分布式电源（DG）的新型电能质量调节器 289

7.3.1新型电能质量调节器设计与原理 289

7.3.2复合指令电流的检测及合成 291

7.3.3仿真与实验 292

7.4高渗透率微电网接入下的配电网电能质量调节器 295

7.4.1高渗透率微电网接入下对配电网电能质量的作用机理 296

7.4.2高渗透率微电网接入下配电网电能质量调节器的研制 297

7.4.3仿真与实验 299

第8章 光伏并网控制技术及直流分量抑制方法 303

8.1光伏直流微电网母线电压分层协调控制方法 303

8.1.1电压分层协调控制原理 304

8.1.2第1层控制 305

8.1.3第2层控制 305

8.1.4第3层控制 306

8.1.5仿真 307

8.1.6实验 308

8.1.7结论 309

8.2光伏并网逆变器迭代比例积分电流控制方法 309

8.2.1迭代比例积分控制方法 309

8.2.2迭代比例积分控制器 310

8.2.3仿真 311

8.2.4实验 313

8.2.5结论 313

8.3光伏并网逆变系统MPPT的人工鱼群控制方法 313

8.3.1光伏并网逆变系统拓扑结构及控制原理 314

8.3.2传统的MPPT算法 315

8.3.3人工鱼群算法 316

8.3.4仿真 317

8.3.5实验 318

8.3.6结论 319

8.4光伏并网电流直流分量抑制策略 319

8.4.1检测补偿法抑制直流分量原理 320

8.4.2直流分量采样 321

8.4.3直流分量放大处理 322

8.4.4基波直流分量反馈叠加调制 323

8.4.5仿真 323

8.4.6实验 324

8.4.7结论 325

第9章 含分布式发电的配电网无功优化方法 326

9.1分布式发电配电网无功优化 326

9.2基于MODCEA的电力系统无功优化 327

9.2.1电力系统无功优化数学模型 327

9.2.2 MODCEA算法 328

9.2.3基于MODCEA的多目标无功优化 329

9.2.4算例分析 331

9.2.5小结 332

9.3基于CAIA算法含DG的配电网无功优化 332

9.3.1含分布式发电的配电网潮流计算 332

9.3.2分布式发电接入对配电网的影响 335

9.3.3算例分析 335

9.3.4含DG的配电网无功优化数学模型 338

9.3.5基于CAIA算法的配电网无功优化方法 340

9.3.6算例分析 344

9.3.7小结 349

9.4基于ICAPSO算法含DG的配电网无功优化 349

9.4.1传统粒子群算法 349

9.4.2基于ICAPSO算法的配电网无功优化方法 351

9.4.3算例分析 358

9.4.4小结 359

参考文献 361