混合型有源电力滤波器双闭环控制

混合型有源滤波器(HAPF)是一种改善电能质量的装置,针对其无源器件容易造成直流侧电压难以控制以及系统谐振的问题,提出一种变流器输出电流和电感电压反馈的双闭环控制器。首先建立变流器输出电压和无源支路上电感电压的数学模型,但模型中存在大量耦合项,为了实现无静差控制,采用变量前馈的解耦方式消除耦合量。然后对系统控制进行设计,电感电压作为外环保证跟踪精度;选用变流器输出电流作为内环,加入系统有源阻尼,抑制系统谐振尖峰。最后仿真和实验结果表明,该控制策略提高了直流侧电压控制的动态响应速度和稳态精度,同时降低了谐振尖峰对系统稳定性的影响。

不对称拓扑的单调谐混合有源滤波器研究

针对非线性负载引起的谐波污染问题,提出一种不对称拓扑的单调谐混合有源滤波器(Hybrid Active Power Filter,HAPF)。该不对称拓扑结构包含一个三相电压型变流器与两相LC式无源滤波器。通过分析新拓扑的工作原理和特点,构建滤波等效电路,利用含无源滤波器的两相电流构造不对称第三相电流的控制量,实现对电网三相谐波电流的有效抑制和滤波器直流电压的控制,直流侧电压采用比例积分(Proportional Integral,PI)控制其稳定。利用仿真和实验对拓扑电路及控制策略进行验证,实验结果验证了所提出的拓扑结构及控制方案的可行性。

非对称型滤波电路的有源电力滤波器系统设计

针对电力系统中非线性负载引起的谐波污染问题,提出一种非对称型滤波电路的有源电力滤波器(APF)拓扑结构。该拓扑包括了三相变流器和两相滤波电抗器,通过控制变流器输出的线电压对两相滤波电抗器支路电流进行直接控制,利用三相电流的约束关系,间接控制第三相电流。此处通过建立该拓扑结构的电气模型,详细分析了其滤波特性和工作原理,推导控制方程,设计电流控制方法。为验证所提拓扑及控制方法,搭建了仿真与实验平台进行验证,实验结果表明该拓扑不仅可在减少一相滤波器件下实现三相电流补偿,而且能实现与并联型APF具有相同补偿效果和抗扰动特性。

SHAPF的电流控制策略及参数设计

为了实现并联混合型有源电力滤波器(SHAPF)高补偿性能的要求,提出一种SHAPF电流双闭环控制策略。利用基波电流环为谐波电流环控制器提供阻尼项,实现有源阻尼的同时减少一组传感器,降低系统复杂度。分析了SHAPF的滤波特性,并给出了SHAPF系统配置的参数设计方法。分析了电流双闭环控制器在离散系统中的稳定性条件,并给出了控制器参数设计方法。搭建了SHAPF的仿真模型与实验样机。结果表明SHAPF具备良好的谐波补偿性能,验证了电流双闭环控制策略及参数设计的合理性。

并联混合型有源电力滤波器的自抗扰控制策略

为了提高并联混合型有源电力滤波器性能,提出一种基于线性自抗扰的特定次谐波补偿控制策略。通过建立并联混合型有源电力滤波器的数学模型,结合自抗扰控制的特点,将三阶系统控制问题简化成一阶自抗扰控制问题。同时,设计了谐波电流跟踪的一阶线性自抗扰控制器和直流母线电压的双闭环自抗扰控制器。最后通过仿真对比传统比例积分(PI)控制,发现该策略使谐波电流跟踪稳定性更强,直流侧电压超调为0,有效抑制电流和电压冲击,补偿后电网电流谐波畸变率为1.26%。结果表明所设计的一阶线性自抗扰控制策略具有良好的跟踪和抗干扰能力,且算法简单,具有一定的工程应用价值。