电网稳态不平衡时同步电机负序分量滤波设计

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1、电网稳态不平衡时同步电机负序分量滤波设计张凯国网滨州供电公司山东滨州256600摘要：设计主要介绍了同步电机在电M三相不平衡时滤除负序分量的控制策略。将正、负序电压量分解到dq旋转华标系中，从而实现了正、负序电压量的解耦控制。通过双T滤波器的硬件陷波器电路，来滤除dq坐标系中的2次谐波电动势。将陷波器的频率设计为2倍的基波角频率，这样来滤除通过陷波器的2次谐波电动势，而不会影响其他频率的信号。此设计易于实现，且有利于系统动态信号检测与控制。关键词：负序分量；滤波器；谐波；频率.1八—刖目当电网输电线路参数不对称或者三相负载分配不均衡等引起电网电压三相不平衡时，电网中将出现负序分量［1］

2、。负序电流在同步发电机定、转子气隙中产生一个与转子转速相同、方向相反的旋转磁场，将在转子励磁绕组、阻尼绕组上感应出2倍频的感应电流。这些电流流过相应部位引起损耗和发热，严重时有使转子烧毁的危险。转子一方面被负序磁场以2倍同步转速切割，另一方面转子因受热不均而发牛.不对称热变形，所受力矩发生改变而产生振动而引起机械故障［2］。在中华人民共和国国家标准《电能质量-三相电压不平衡》(GB/T15543-2008)中，明确规定了电网三相电压不平衡的相关标准：电M正常运行时，负序电压不平衡度不得超过2%，短路时不得超过4%［3］。1二次谐波滤除法的正负序分离方法控制根据式所示，将电网三相电压转换

3、到旋转坐标系下以后，正序分量为直流量，负序分量为以角速度顺时针旋转的交流量。因此，可以选择一种合适的方法滤除角速度旋转的交流量，即可得到正序分量。再用电网电压减去正序电压，即可得到负序电压［5】。图1所示即为基于二次谐波滤除法的正负序分离方法控制框图。图3基于matlab的陷波器伯德图根据matlab的仿真结果，证明硬件陷波器的电阻电容参数设置合理，可以满足控制要求。文献［8］指出陷波器的稳态控制精度不仅取决于品质因数0,还与系统的采样频率有关。通过实验证明，系统采样频率越高，则越接近于连续的理想陷波器。当系统采样频率变低(采样频率小于4kHz)吋，则陷波器的陷波频率偏移设定的陷波频率

4、越多，从而使对指定频率信号的抑制能力大大削弱。因此，实际工程应用吋应选用合适的采样频率来保证陷波器工作的准确性。4总结设计主要介绍了电网三相不平衡吋同步电机在滤除负序分量的控制策略中公式分解法和基于陷波器滤除二次谐波的正负序分量分离方法。通过对dq坐标系中正、负序电压量的解耦控制和陷波器电路的设计来滤除由于稳态不平衡带来的2次谐波。为了不影响其他频率的信号，将陷波器的频率设计为2倍的基波角频率。通过matlab实验仿真，证明设计满足控制要求此设计易于实现，iL有利于系统动态信号检测与控制。参考文献：［1］郭群岭，张d湘南，王强，等.不对称补偿控制研究现状综述U】.华中电力.2000(1

5、)：14-17.［2］王道涵.三相感应电动机不对称运行的影响及负序抑制的研究［D］.山东:山东大学，2006.［3］宋鑫.基于TMS320F2812的电能质量监测装置的设计［D］.山西:太原理工大学，2010.［4］辛业春，李国庆，王尧，王振浩.基于双dq坐标变换的三相电压锁相环的研究［J】.电力系统保护与控制.2014(5)：115-118.［5］陈明亮，肖飞，刘勇，王颢雄，李泉峰.一种正负序分离锁相环及苏在并网型风力发电系统中的应用［」］.电工技术学报.2013(8):182-186.［6】蒋亚超，杨勇，李兴东，郑园.三种双T网络陷波电路分析与比较［」］.电子技术.2011(1)：

6、70-72.［7］王莉萍.基于自适应陷波器的航空电源同步信号提取方法研究［D］.重庆:重庆大学，2012.［8】丁杰.电网不平衡条件下LCL-VSR控制策略研究［D］.安徽：合肥工业大学,2011.作者简介.•张凯(1981-)男，山东滨州人，国网滨州供电公司，主要研究方向：电网线路运检。