三相四线三电平储能变流器中点平衡优化控制

传统三电平中点平衡控制方法在低不平衡度下对中点波动的抑制效果显著,然而在高不平衡度负载下有待改进。本文通过对不平衡程度进行实时检测分析,提出一种基于零电平分解的中点平衡优化控制方法。在不平衡程度达到临界阈值时,对零电平分解作用区域和分解量进行协调控制,使三电平三桥臂储能变流器在高不平衡度工况下的中点电压波动得到较好抑制。仿真实验结果验证了所提方法在各不平衡度负载工况下均具有良好的中点电位平衡能力。

基于单周控制的三电平三相四线制有源电力滤波器

针对电力工业三相四线制系统的零线电流、谐波、无功功率和三相不平衡问题,以及高电压、大容量有源电力滤波器APF(Active Power Filter)控制方案复杂的问题,提出一种单周控制的三电平三相四线制APF,其产生的补偿电流与负载的有害电流分量大小相等、方向相反,从而使得经该APF补偿后,电源电流只含有负载电流的基波有功分量。主电路采用三相三桥臂结构的三电平二极管箝位变换器,既无需升、降压变压器,也无需动态均压电路;控制策略采用单周控制,其兼有调制和控制的双重性,控制器结构简单,具有控制精度高、补偿效果好,滤波器工作于恒定开关频率的特点,适合推广到工业应用。在建立数学模型的基础上进行了仿真研究,仿真结果证明其能有效地补偿系统谐波、零序和无功电流,从而提高输电线功率因数和传输效率。

三相四线制三电平三桥臂有源滤波器中点平衡控制策略

中点平衡问题是三相四线制三电平三桥臂有源电力滤波器(active power filter,APF)的一个固有问题,目前在矢量调制中尚无完善的控制理论完全解决此问题。该文通过对各种电流电压状态下每个三维空间矢量对直流中点电位的影响进行分析,提出了"中点控制度"(neutral-point control grades,NPCG)的概念,并给出了NPCG的计算公式;基于NPCG,在α-β-0坐标系下提出一种基于坐标平移原理的新型"三维矢量优化选择调制策略"(optimized3D space vector modulation,O3DSVM),该调制策略能优化选择NPCG值较高的矢量以合成目标矢量,从而达到最大程度控制直流中点电位偏移的目的。仿真分析验证了中点控制度理论及O3DSVM调制策略的正确性和可行性,采用该策略的APF不但中点电位得到了有效控制,且补偿效果良好。

新型三电平三相四线制有源滤波器的设计

有源滤波器(Active Power Filters,APF)作为抑制谐波和补偿无功的新型电力电子装置,有效改善了电网的电能质量。应用了多电平技术的APF其逆变器开关管耐压值大大降低,输出波形质量得到改善,系统的电压和功率等级也相应提高。首先对三相四线制三电平APF主电路结构进行分析,选用ip-iq法对畸变电流进行了检测,通过比例积分(Proportional Integral,PI)控制实现了直流侧电压的稳定和两个电容中点电压的平衡。在指令电流跟踪环节采用载波层叠脉宽调制(Pulse Width Modu-lation,PWM)方法,这是两电平正弦脉宽调制(Sinu-soidal Pulse Width Modulation,SPWM)技术在多电平中的直接推广应用,该控制方法非常简单且绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)开关频率固定,输出电压谐波减小,最后通过实验验证了该系统的有效性。

三相四线制三电平有源电力滤波器控制方法的研究

针对三相四线制有源电力滤波器（APF），选取空间电压矢量（SVPWM）调制法为控制策略。研究了三电平有源电力滤波器的SVPWM控制原理，并阐述了电容中点电压偏移的解决方案，在MatlabFcn模块中编写SVP-wM算法。为程序在DSP中的移植做准备。最后仿真分析表明：在三相负载平衡与不平衡的情况下均能得到满意的补偿效果，并且具有良好的动态特性，实现了三相四线制三电平有源电力滤波器的补偿控制。

三相四线制有源滤波器的新型无差拍控制

建立了三相四线制有源滤波器的完整数学模型。针对三相四线制有源滤波器,提出了一种基于重复预测型谐波电流观测器的新型无差拍控制方案,以改善有源滤波器的动态性能。详细阐述了新型无差拍控制的原理、控制系统的离散化模型、重复预测型谐波电流观测器的工作原理及保证其稳定工作的充分条件。基于MATLAB/Simulink的有源滤波器控制系统仿真分析表明,所提出的新型无差拍控制方案在保证系统稳态精度良好的同时有效改善了系统的动态响应。

基于单周控制的三相四线制有源电力滤波器

该文提出一种单周控制的三相四线制有源电力滤波器。它不需要检测三相负载电流和三相输入电压,不需要繁琐的无功电流和谐波电流计算,也不需要任何乘法器。控制器结构简单,整个控制器由几个带复位积分器、比较器、触发器和一些线性元件组成。具有控制精度高,补偿效果好的特点。滤波器工作于恒定开关频率,易于工业应用。在建立数学模型的基础上进行了仿真研究,仿真结果证明其有很好的动静态补偿性能,能有效地补偿系统谐波、零序和无功电流,提高输电线功率因数和传输效率。

用于三相四线制系统的有源电力滤波器研究

为解决在三相四线制电路中使用有源电力滤波器滤除非线性负载的谐波问题 ,提出采用零线电流分离法来实现有源电力滤波器在三相四线制系统中的应用 .仿真及实验结果表明 ,采用这种方法 ,可以对三相四线制系统中的谐波、负序、零序等电流分量进行补偿 。

三相四线制有源电力滤波器主电路的结构形式与控制

三相四线制系统中如何使用有源电力滤波器来抑制线路中的谐波,这一问题越来越被人们所重视。本文介绍了在实现三相四线制有源电力滤波器时所采用的两种不同的主电路结构及其控制方法。实验和仿真结果表明,这两种不同形式的主电路有着各自的特点,均可对三相四线制系统中的谐波。

三相四线有源电力滤波器直流侧电压控制方法

针对传统直流侧电压控制方法存在超调量和静差较大的问题,提出了模糊PI控制方法,该方 法根据直流侧电压的变化情况,采用模糊控制规则对PI控制参数的初始值进行自动调整,使其在 任意时刻都能采用最适合的PI控制参数。与传统直流侧电压控制方法相比较,该控制方法具有超 调小、响应速度快、静差较小的特点。仿真结果验证了该方法的正确性。

三相四线制电力有源滤波器的滑模变结构控制

设计了一种基于滑模变结构控制的三相四线制有源滤波器装置,介绍了该装置的原理及滑模变结构控制方法,并对滑动模态的存在性、可达性和稳定性进行了分析;指出滑模控制的本质是一种等速趋近律,并对其优缺点进行了分析,仿真结果表明该控制方法具有良好的谐波抑制性能,且易于实现。

双环重复控制三相四线制有源电力滤波器

采用一种适合于三相四线制不对称负载的谐波检测方法,使得逆变器仅需补偿无功及谐波电流而降低了开关器件容量的选取值。将比例调节与重复控制理论相结合,设计了电流双环重复控制系统,提高了电流环跟踪的快速性与稳态精度。通过MATLAB仿真验证了该谐波检测算法可顺利分离出各相无功及谐波电流,且控制算法具有快速和高稳定性。通过搭载DSP芯片作为主控系统的实验平台验证实际补偿效果,三相网侧电流谐波畸变率分别由补偿前的54.4%、59.2%、65.2%降低至补偿后的2.6%、3.2%、4.4%,证明所提出的检测及控制方法具有实用性和高稳定性。

三相四线制有源电力滤波器开路故障诊断

为提高四线制有源电力滤波器系统(active power filter,APF)运行可靠性,提出一种适用于三相四线制三桥臂三电平并联型APF的故障诊断算法。通过分析APF交流侧输出电压的数学模型,建立APF各相交流侧输出电压与相应IGBT导通占空比间的对应关系;通过正常状态和故障状态下输出电压与对应IGBT导通占空比间对应关系的不同诊断出开路故障,并根据故障状态下的电流路径进一步定位故障位置。该方法能够适用于单管及多管的开路故障诊断,具有很好的快速性和较高的可靠性,且适用于系统的动态响应过程。仿真和实验结果验证了所提算法的有效性。

基于统一数学模型的三相四线有源电力滤波器的电流滞环控制策略分析

提出一种三相四线并联有源电力滤波器(APF)主电路统一的拓扑结构,三桥臂电容中分拓扑和四桥臂拓扑都是该拓扑结构的一个特例。建立了三相四线并联APF统一的数学模型和性能评价指标体系。在此基础上,文中分析了三相四线并联APF应用电流滞环控制策略时的性能,得出了各桥臂输出电流相互干扰的机理,并对两种电流滞环控制进行了比较,通过具体的仿真计算验证了所得到的结论。该文的理论推导和所得结论为改善三相四线并联APF应用电流滞环控制时的性能提供了较好的理论基础。

三相四线制系统并联型有源电力滤波器实验研究

主要介绍用于三相四线制的有源电力滤波装置的研究工作，给出了系统的基本补偿原理、主电路及控制电路结构，并利用该装置进行了补偿实验。实验结果表明，该装置可对三相四线制系统中的谐波、负序、零序等电流分量进行补偿。

基于统一数学模型的三相四线并联有源电力滤波器的性能分析

具有中线电流补偿能力的并联有源电力滤波器(APF)主电路拓扑结构主要是三桥臂电容中分和四桥臂两种。由于目前还没有对两种拓扑结构都适用的数学模型,使得缺乏对两者性能的定量比较,对于应用哪种拓扑结构更合理存在一定争议,也使得设计控制方法和进行参数优化设计时的理论还不完善。该文提出了一种三相四线并联APF主电路统一的拓扑结构,建立了它的数学模型和性能指标体系。在此基础上分析了关键参数对三相四线并联APF性能影响的规律,并对两种拓扑结构进行了定量的比较,最后通过仿真计算验证了理论推导和所得结论的正确性。该文所提出的统一数学模型为研究三相四线制并联APF提供了较好的理论基础。

基于LADRC的三相四线制并联型有源电力滤波器系统分析

为改善三相四线制有源电力滤波器控制器的动态响应速度和性能,首先建立了一种典型三相四线制并联型有源电力滤波器(SAPF)的数学模型;然后设计了1阶线性自抗扰控制器(LADRC)对其进行控制;最后利用经典控制理论在频域对2阶线性扩张状态观测器的收敛性进行了分析;推导了基于1阶线性自抗扰控制器的三相四线制并联型有源电力滤波器系统的抗扰特性和稳定性问题。仿真结果表明,此控制方案优于传统比例–积分–微分控制器,具有良好的跟踪效果和抗扰特性。

三相四线有源电力滤波器的三闭环控制策略

为解决三桥臂电容中点式三相四线有源电力滤波器存在的上下桥臂直流侧电压不平衡的问题和启动过程中直流侧电压超调的问题,提出一种三闭环控制策略。通过分析直流侧电压对控制系统的影响,纹波产生的原因,提出直流侧电压的控制指标。在分析直流侧电压与能量交换的关系的基础上,提出一种直流侧电压均压控制方法。针对直流侧总电压在启动过程中的超调问题给出解决方案,给出一种软启方案控制超调,并在大负载和小负载两种情况提出不同控制方案。最后通过实验数据,对这些控制方案进行了验证。

全数字化控制实现的三相四线制有源电力滤波器

在三相四线制系统中如何用有源电力滤波器来消除线路中的谐波问题越来越被人们所重视。本文介绍了一种采用两个高速数据处理芯片为主构成的双DSP全数字化控制实现三相四线制有源电力滤波器。对其系统进行了阐述。实验结果表明 ,采用全数字化控制 ,主电路结构为三相变流器形式的有源电力滤波器可对三相四线制系统中的谐波、负序及零序电流分量进行抑制 ,具有良好的补偿效果。

基于FPGA的三相四线有源滤波器的电流控制方案

电流控制器作为有源电力滤波器的核心部分,直接影响着有源电力滤波器的补偿性能。为了实现电流的快速跟踪,文中将电流跟踪问题转化为变换器的电压控制进行分析,并采用一种简单的abc坐标系下的3维空间矢量调制算法,避免了繁琐的坐标变换,减小了计算复杂程度,提高了计算速度。应用一片现场可编程门阵列(FPGA)完成了固定开关频率的电流控制功能设计,并进行了编程仿真。最后给出了三相四线有源滤波器的电流控制波形的实验结果,证明了该电流控制方案的可行性和正确性。