应用于高压直流换流站的混合型有源滤波器工程设计方案的研究

目前,几乎所有的LCC直流换流站滤波器均采用无源型式,但存在谐振风险、调谐点偏移等技术固有问题;有源滤波器具有快速动态补偿无功及谐波电流的能力,但极少应用于高压直流输电系统。本文针对混合型有源滤波器应用于高压直流换流站的工程实施方案,从电气主接线、设备选型等方面展开了介绍,并提出了技术经济性较优的布置方案。

并联混合型有源滤波器的分频控制方法研究

混合型有源滤波器(HAPF)由于结构与单独使用的有源滤波器(APF)存在一定的差异,因此普通APF的控制算法在HAPF上并不一定适用。该文由常用的并联型HAPF的结构特点分析出发,从容量和幅频特性2个方面探讨HAPF控制中进行有效分频的必要性,根据HAPF对控制方法的要求,文章提出一种基于广义积分的模糊自整定PI控制方法,即通过广义积分实施对周期量的分频积分,同时由模糊算法进行比例和积分系数的在线调整,从而有效实现对HAPF的分频控制。仿真实验表明,该控制方法实现相对简单,计算量较小,在响应时间和控制精度上都具有一定优势,能够满足高压、大容量的混合型有源滤波系统的要求。

一种新型混合型有源滤波器的模糊PI控制

针对有源电力滤波器(ActivePowerFilter,简称APF)存在的不足;提出了一种新型混合有源电力滤波器(BybridActivePowerFilter,简称HAPF)结构;分析了HAPF的滤波原理。在控制算法上,提出了基于模糊控制算法的PI控制器,避免了传统控制原理中系统滤波能力与稳定性之间的矛盾,不仅系统响应迅速,而且保证了系统的控制精度,易于实现,仿真结果说明了新控制方法的有效性。

并联混合型有源滤波器电流跟踪的迭代学习控制

在并联混合型有源电力滤波器控制中,由于传统PI控制只能对直流给定信号进行无差调节,对周期量谐波滤波效果不够理想。该文根据稳定性负载电网谐波具有重复周期性特点,提出了PI型迭代学习控制算法,并引入遗忘因子学习律,增强系统鲁棒性。同时通过模糊推理构造参考电流误差的D型学习律前馈环节,提高了系统的跟踪精度。该控制方法计算量小,易于实现。仿真分析与现场运行结果表明了该控制方法的有效性。

并联混合型有源滤波器在含分布式电源配网中的控制策略研究

随着配电网中分布式发电的发展,研究并联混合型有源滤波器(SHAPF)一类的设备受到的分布电源影响以提高供电质量,已成为当前研究的重点。文章对分布式电源带来的谐波电压注入、并网连接阻抗波动、频率波动问题对配网中的并联混合注入式有源滤波器(SHIAPF)的控制特性的影响进行了分析,并在对比了SHIAPF四种单指标控制策略的优劣后,提出了一种综合考虑负载谐波电流和电网谐波电流的复合控制策略。该控制策略能有效抑制分布式发电带来的各种波动对SHIAPF控制性能的影响,其有效性已被仿真与模拟实验所验证。

大功率低成本新型混合型有源滤波器设计

提出一种大功率低成本新型混合型有源滤波器(APF),其有源部分的逆变器采用三相4开关结构。分析了三相4开关逆变器的结构原理;采用输出建模法来建立新型混合型APF的电气模型,研究了新型混合型APF的滤波原理,从理论上证明了该滤波装置具有良好的滤波性能;采用基于三相瞬时无功功率理论的ip-iq法获取指令电流,利用改进的三角波比较法得到脉宽调制(PWM)控制信号。将基于三相4开关逆变器的新型混合型APF与基于传统三相6开关逆变器的新型混合型APF进行仿真实验比较,结果表明,所提出的滤波装置具有良好的谐波抑制和无功补偿性能,并且与传统的三相6开关逆变器滤波装置具有相同的谐波抑制和无功补偿结果。基于三相4开关逆变器的新型混合型APF不仅成本低、功耗低,而且适用于中高压大功率系统,可同时实现谐波抑制和无功补偿。

背景谐波电压对混合型有源滤波器的影响及对策

结合已有的工程经验,分别从整个混合滤波系统和有源部分的电压型逆变装置2个层面开展谐波电压对并联混合型有源滤波器影响的分析,得出谐波电压可能导致系统谐振以及直流侧电压抬升的结论。在此基础上,提出在开始设计混合滤波系统参数时就考虑相关参数的配合以避免与系统发生谐振并尽可能降低有源部分谐波分压,同时对直流侧电压采取合适的控制策略或设置有效的泄放回路以防止其飙升等方法来有效消除谐波电压对装置性能的影响,最后通过仿真实验进行了验证。

串联混合型有源滤波器的建模及控制策略分析

通过建立通用电路模型,从理论上对目前提出的几种典型的串联混合型有源滤波器的结构和滤波原理进行了研究,对各种控制策略的优缺点和系统的稳定性进行了分析,并在此基础上研究了不同谐波条件下各种控制策略的滤波效果,其结论为串联混合型有源滤波器在不同工况下控制策略的选择提供了参考依据。

混合型有源滤波器直流侧电压的稳定控制

分析了一种并联混合型有源滤波器系统中直流侧电压波动的原因,针对直流侧电压的波动对系统性能影响,提出了采用模糊-PI控制器来保证直流侧电压的稳定以提高系统整体性能的方法,并给出了具体获得系统参考信号的实现方法。这种控制直流侧电压稳定的方法有较强的处理非线性和不确定性过程的能力,且算法简单,不需要增加复杂硬件,是一种经济的解决措施。实验结果证明了该方法的有效性。

大功率低成本新型混合型有源滤波器的电流检测方法

提出一种逆变器采用三相四开关结构的大功率新型混合型有源滤波器,这种结构的滤波器适用于中高压系统的无功补偿和谐波抑制。给出了系统的拓扑结构,对三相四开关逆变器的结构原理进行了分析。提出了一种单相电流的谐波检测方法和基于能量平衡的直流侧电流的检测方法,这种检测方法计算时间显著减少,系统只需检测两相电流和控制四个开关元件。将基于三相四开关逆变器的新型混合型APF进行仿真实验,仿真结果表明,提出的滤波装置具有良好的谐波波抑制和无功补偿性能,直流侧电压平衡稳定,而且大大降低了整个装置的成本和功耗。

混合型有源滤波器在煤矿高压供电系统的研究与应用

通过对煤矿电网的谐波普查,发现徐矿集团所属煤矿6kV供电系统通风机串级调速装置有间谐波存在;主副井提升机谐波含量与6kV母线电压谐波总畸变率严重超标。经过有针对性的分析、调查、研究和试验,确定了适合该矿井实际的治理方案,并设计出了一套用于高压系统的混合型有源滤波器（FC＋APF）,该混合型有源滤波器：克服了APF其数字化控制系统中存在的延时对系统整体性能产生消极影响。同时结合设计研发实例提出了从器件选型、提高采样频率和应用信号预测算法3个方面有效减小延时以提高系统整体性能的方法。挂网运行表明该混合型有源滤波器谐波抑制效果显著。

串联混合型有源滤波器的模糊免疫PID控制

将模糊PID控制和免疫调节机理相结合,设计了一个用于串联混合型有源电力滤波器的模糊免疫PID控制系统。通过MATLAB/S imu link软件仿真,仿真结果表明:设计的新型模糊免疫PID控制器可以滤除谐波,完成抑制谐波的作用,并且与传统方法相比具有一定的优越性。

串联混合型有源滤波器研究现状及展望

有源滤波器在电能质量治理方面有着举足轻重的作用,硬件成本高、容量小、损耗大等缺点使传统串联混合型有源滤波器(series hybrid active power filter,SHAPF)发展缓慢,但随着电力电子技术的发展,新技术、新方法得到工程应用,SHAPF技术得到更多关注。着重总结了前人对SHAPF的四种拓扑结构、电流检测、跟踪控制技术等几个方面的研究,提出新的如功能兼容性等研究方向,为串联混合型有源滤波器的控制技术改进优化和工程应用提供参考。

串联混合型有源滤波器在电铁谐波抑制中的研究

对由无源滤波器和有源滤波器串联而成的混合型滤波器的性能进行了分析。讨论了其工作原理和性能表现。同时针对电铁谐波的严重危害性 ,论述了将其投入到电铁谐波治理中所收到的良好效果。

基于RTDS的注入式混合型有源滤波器分析

以某变电站35 kV母线的谐波抑制和无功补偿项目为背景,首先介绍注入式混合型有源滤波器(hybrid active power filter with injection circuit,HAPFIC)的工作原理及控制策略,分析了HAPFIC有源部分从电网获取能量的原理,提出了利用电压平方作为控制量的新型直流侧电压闭环控制方法;然后描述了HAPFIC装置的RTDS闭环仿真试验,分析了建模过程中遇到的难点及其解决办法;最后利用RTDS对装置的控制策略、保护策略等进行了验证,目前该装置已在现场稳定运行。

单相串联混合型有源滤波器的仿真研究

为了保证串联混合型有源滤波器在大容量场合下正常运行,同时改进其滤波效果,以及减少逆变器中的干扰量,本文提出了一种单相串联混合型有源滤波器。仿真结果表明,这种滤波器有效降低了功率损耗,有着显著的滤波效果。

并联混合型有源滤波器单周控制

针对目前有源滤波器容量限制,提出一种新型的并联混合型有源滤波器SHAPF的结构,SHAPF结合有源滤波器和无源滤波器,大大减少了有源滤波器的容量,有利于工程实现。在分析SHAPF的数学模型的基础上,应用了一种新型的非线性控制方法——单周控制,此方法是控制直流侧电压来达到控制谐波输出,克服了目前一般PWM控制方法的缺陷,实现简单,仿真验证了此方法的可行性。

LCC-HVDC系统混合型有源滤波器谐振抑制策略

基于级联H桥的混合型有源滤波器因其耐高压、动态调节能力强等优点,为传统高压直流输电的谐波治理问题提供了较优的解决方案。但由于控制延时的影响,滤波器可能存在负阻抗特性,使系统存在较大的谐振风险,危及电网的安全稳定运行。针对该问题,文中首先建立考虑控制延时的滤波器阻抗模型,定量分析了延时和系统稳定性之间的关系,提出了基于最小均方算法的自适应谐振抑制策略。该方法通过预测电流波形,补偿控制延时引起的相位滞后,避免滤波器呈现负阻抗特性,从而消除谐振风险。最后,在PSCAD/EMTDC上进行仿真分析和验证。仿真结果表明,该滤波器具有良好的滤波效果,所提谐振抑制策略可在一个周期内有效抑制谐振,具有自适应电路参数和工况变化的能力。

一种应用于LCC高压直流输电的级联H桥混合型有源滤波器

针对传统无源滤波器占地面积大、容易与交流系统阻抗引发谐振等缺陷,提出一种适应于LCC-HVDC系统交流侧滤波的级联H桥混合型有源滤波器及控制策略,该混合型有源滤波器采用12/24次单调谐滤波器与基于级联H桥的有源滤波器直接串联的方案。然后,提出了电流控制器基于准比例谐振控制,兼顾滤波和动态无功补偿的协同控制策略。最后,基于电网阻抗和滤波器阻抗进行了系统稳定性分析,根据奈奎斯特稳定判据确定了避免系统发生谐振的控制延时范围。理论分析与仿真结果表明,该滤波器滤波效果良好,能够有效减少传统无源滤波器的占地面积,在控制延时范围内系统能够稳定运行。

混合型有源滤波器接入LCC-HVDC后的谐振分析及抑制方法

混合型有源滤波器(HAPF)为LCC-HVDC系统的交流侧滤波提供了一种新型的主动滤波方案,但HAPF接入LCC-HVDC后的并网系统存在较大的谐振风险。针对上述问题,首先建立了HAPF的等效阻抗模型,利用阻抗分析法定量分析了HAPF并网系统稳定性与控制延时的大小关系,指出系统稳定性会随着控制延时的增大而降低。在此基础上,提出了基于HAPF离散状态空间模型的谐振抑制方法,通过补偿控制延时来实现谐振抑制,同时采用状态观测器来预测状态变量减少了传感器的数量。最后,利用PSCAD/EMTDC完成仿真验证。结果表明,HAPF具有良好的滤波效果,所提谐振抑制方法能够提高HAPF并网系统的稳定性。