基于虚拟导纳的LCL型并联有源电力滤波器鲁棒电流控制

基于电网电流和逆变侧电流的双环电流控制策略因其固有的有源阻尼作用而成为LCL型并联有源电力滤波器的研究热点,但控制回路中不同有源阻尼共存将导致系统特性难以确定。对此,通过虚拟导纳模型准确评估了系统的阻尼特性,发现其有源阻尼区域会随电网阻抗波动而变化,最大接近1/3采样频率;考虑LCL初始谐振频率处于不同的频率范围情况,利用开环极点及鲁棒性分析得到适用于不同情况的统一稳定性约束条件,并对应提出了一套鲁棒控制参数设计方法,从而充分保证电网阻抗波动下并联有源电力滤波器的稳定运行。在一台380V、45A的实验样机上验证了所提理论及控制策略的有效性。

一种新型的四桥臂三电平并联有源电力滤波器的空间矢量控制策略

提出一种新型的四桥臂三电平并联有源电力滤波器(APF)的空间矢量控制策略。基于参考电压分解的方法将复杂的开关矢量的选择问题简化为四桥臂两电平APF的空间矢量控制和四桥臂三电平APF的一个开关状态选择2个部分进行解决,从而解决了现有的控制策略普遍存在的计算复杂的问题。所提出的控制策略具有需要的采集量少、易于硬件实现的特点。通过具体仿真计算结果表明所提出的方法控制效果良好,具有较高的实用价值。

基于SVPWM的并联型三电平有源电力滤波器的研究

文章建立了二极管钳位型三电平三相三线制并联型有源电力滤波器(APF)的数学模型,提出了一种将基于ip-iq法的指令电流计算、预测电流控制和空间矢量脉宽调制(SVPWM)相结合的并联型三电平有源电力滤波器的控制方案,分析了简化的三电平SVPWM控制算法。仿真和实验结果证明,该方案具有良好的谐波补偿效果,同时适合于全数字控制的DSP硬件实现和主回路保护,有较好的应用前景。

三电平并联型有源电力滤波器的无差拍控制研究

介绍了基于开关函数的三电平并联型有源电力滤波器工作原理,建立了该种有源电力滤波器的数学模型,并提出一种三电平并联型有源电力滤波器的无差拍控制方案。该方案采用ipiq法检测谐波电流,根据当前采样时刻得到的负载电流和补偿电流值预测出下一采样时刻的电流参考值,并计算出有源电力滤波器在下一个采样时刻的输出电压参考值,最后采用电压空间矢量算法得出桥臂开关信号,从而达到电流跟踪控制的目的。仿真结果表明,采用该方案的三电平并联型有源电力滤波器能够很好地对检测电流进行跟踪控制,有效抑制了谐波,且具有良好的动态响应效果。

基于SVPWM的二极管箝位式三电平逆变器在并联型有源滤波器中的研究

提出了改进型的空间矢量控制策略在APF中的应用。采用的主电路为三电平逆变器电路,与两电平电路对比,其补偿谐波效果明显增强,THD明显降低。同时,通过传统的SVPWM控制与改进的SVPWM控制算法分别驱动二极管箝位的三电平电路,仿真结果表明改进的SVPWM控制算法不仅适用于大容量、大电压电力系统中,而且算法简单,减少大量的三角函数的运算,为下一步实现并联型APF的装置有了可行性。

预测控制三电平并联型有源电力滤波器系统

针对三电平并联型有源电力滤波器数控系统存在采样、计算等引起的固有延时及直流侧电压存在波动问题,提出了一种将直流侧电压模糊PI自整定控制、谐波电流预测控制和三电平电压空间矢量脉宽调制算法相结合的基于三电平SAPF数字模型等双闭环控制方案。仿真试验验证了该系统具有良好的谐波补偿性能和应用价值。

基于有源阻尼方法带LLCL型滤波器的APF控制策略的研究

有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)是一种新型的用于补偿谐波和无功功率的电力电子装置,为提高并联型APF的补偿精度。以三相三线制带LLCL型滤波器的APF为研究对象,对APF的控制策略包括电流内环的控制和直流侧电压外环的控制进行研究,分析得出电压外环采用PI控制,电流内环采用PI控制和重复控制有机结合的复合控制策略。利用Matlab/Simulink仿真工具搭建了仿真模型,验证了带LLCL型滤波器的并联APF具有良好的补偿性能,可以明显的降低电网电流的波形失真度(Total Harmonic Distortion,THD)。

三相三线并联型有源电力滤波器并联控制

针对有源电力滤波器(APF)在大功率领域应用的问题,提出了一种适合于三相三线APF的并联运行策略,根据APF自身容量用优化输出方式补偿谐波电流,以达到大容量APF多补偿、小容量APF少补偿的目的,保证了多台APF并联运行的可行性和安全性。在此基础上提出了APF的并联控制策略,根据实际负载谐波电流投切APF。仿真和实验证明了基于容量极限负载按比例分配的有效性,以及协调控制策略在多台APF并联运行时的可行性。

适用于二极管钳位型三电平有源滤波器的母线电压数字控制方法

传统两电平有源电力滤波器(active power filter,APF)由干功率开关耐压水平和载流能力的限制,难以实现对高压大容量非线性负载的谐波补偿。在高压大容量系统中,二极管钳位型三电平变换器得到了广泛的应用。对三电平APF进行研究,提出一种母线电压闭环数字控制策略。在同步旋转dq坐标系下,将三电平APF母线电压控制系统分为电压外环和电流内环2部分。在电压外环中,采用自适应滤波器求出直流侧电压平均值,采用PI控制器产生有功指令电流维持直流侧电压恒定。在电流内环中,针对三电平APF直流侧中点电位不平衡问题,从空间矢量PWM调制方法的角度出发,对中点平衡问题进行仔细研究,提出一种简单的中点电压平衡控制策略,只需检测各相电流和中点电压波动的方向,对小矢量进行取舍实现APF中点电位平衡控制。实验结果表明了所提出算法的正确性和有效性。

三相三线制并联型有源电力滤波器的准滑模变结构控制

提出一种基于准滑模变结构控制(QSMC)的有源电力滤波器的控制策略,用于减小常规滑模控制中存在的抖动问题。使用的方法是将系统的运动轨迹限制在理想滑动模态的某一领域Δ内,从而实现对滑模控制非线性部分进行处理,保证了在减小了系统的抖动的同时系统又具有较好的鲁棒性。同时分析了该装置的原理及控制方法,并对控制器的存在性,可达性及稳定性进行了分析。仿真结果证明了该控制算法简单,响应速度快,对外界噪声干扰和参数摄动具有鲁棒性等特点,对抖动也具有较好的抑制作用。

三相并联型有源电力滤波器预测直接功率控制

针对传统直接功率控制开关频率不固定的问题,提出一种电网平衡条件下有源电力滤波器的预测直接功率控制策略。以有源电力滤波器交流侧输出电压为控制对象,通过一定的预测算法计算出有源电力滤波器交流侧参考输出电压,以保证瞬时功率跟踪功率参考值。利用空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法控制有源电力滤波器的交流侧输出电压跟踪该参考电压。仿真比较分析,预测直接功率控制比传统直接功率控制具有更优越的谐波抑制效果。研制了实验样机证明了所提出的预测直接功率控制方法的正确性和可行性。

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。

错时采样空间矢量调制的级联型多电平变流器及其在并联有源电力滤波器中的应用

介绍了错时采样空间矢量调制的基本原理,讨论了组合变流器与级联型多电平变流器的等价关系,提出了错时采样空间矢量调制在级联型多电平变流器中的实现方法,并进行了实验验证。给出了基于错时采样空间矢量调制级联型多电平变流器的并联电力有源滤波器的拓扑结构,设计了其交、直流控制系统,并以仿真和实验结果加以验证。仿真和实验结果表明,基于错时采样空间矢量调制级联型多电平变流器的并联有源滤波器可以在较低的开关频率下准确、有效地补偿负载谐波和无功功率。

三相四开关并联型有源电力滤波器的指令电流确定方法

该文提供一种低成本的三相四开关并联型有源电力滤波器以适用于中、低压系统同时进行谐波电流抑制和无功功率补偿。通过对该三相四开关并联型有源电力滤波器工作原理的分析,采用直接将期望得到的电网正序基波电流作为该三相四开关并联型有源电力滤波器指令电流信号的控制方法。为保证在电网电压不平衡和电网出现短时故障等情况下,三相四开关并联型有源电力滤波器仍能安全有效的工作,引入正序基波电流幅值校正环节和正序基波电压相角检测器;为实现直流侧中点电压平衡,采用一种基于比例控制算法的直流侧电压偏置补偿器。相关的仿真与实验结果均证明该指令电流确定方法的可行性和有效性。

自消除中点电位波动的NPC三电平并联有源滤波器

并联有源电力滤波器是电网中谐波治理的一个重要组成部分。二极管箝位式(NPC)三电平并联有源电力滤波器适用于大功率,高电压场合的电流谐波补偿。为了解决传统的NPC三电平并联有源电力滤波器结构中,中点电位波动的问题,提出了一种自消除中点电位波动的NPC三电平并联有源滤波器结构,即在直流侧中点和三相桥臂中点之间串入一个可控电压源,通过控制可控电压源的输出电压的大小,对中点电位的波动进行实时的补偿。仿真的结果证实了提出的新型的并联有源滤波器结构能够有效的消除中点电位波动,且系统的动态性能良好,具有较高的实用价值。

并联型有源滤波器三相谐波电流的全数字化快速提取

提出一种三相谐波电流全数字化快速提取算法和检测装置。通过采用实时性较高的基于瞬时无功理论的谐波检测原理,并辅以三相数字锁相技术和无限冲击响应的数字滤波技术,构成了完整的三相谐波电流全数字化快速提取算法。与此同时,开发了一套基于浮点DSP TMS320F28335的主从式双DSP+CPLD及外扩16位高精度采样单元的硬件检测装置,以保证能够实时地实现该算法。样机试验结果验证了设计的有效性。

一种基于改进型电流检测的三电平有源滤波器的控制研究

为提高三电平有源滤波器的动态补偿性能,针对传统的检测方法在三相电压不对称或畸变时存在的不足,提出了一种新的基于无锁相环、同步坐标变换的检测方法。该方法能够实时检测出不对称电路中的基波正序无功电流和谐波电流,理论推导也验证了所提检测方法的正确性。针对三电平逆变器固有的直流侧电压波动问题,给出了一种改变小矢量作用时间的控制方法,通过SimuLink仿真验证了检测方法和控制方法的有效性。

三相四开关并联型有源电力滤波器选择性谐波补偿方法

提出一种三相四开关并联型有源电力滤波器(three-phase four-switch shunt active powerfilter,TFSAPF)选择性谐波补偿方法。三相四开关结构可以降低系统硬件成本,但相比于传统的三相六开关逆变器,由于主电路中的电力电子器件数量减少,因此更容易出现容量不足问题。因此,本文采用选择性谐波补偿策略,针对系统的重点次谐波进行有选择性的补偿,放弃含量较低的谐波及高次谐波。首先利用选择性谐波检测算法计算参考电流值;通过三相四开关电压空间矢量脉宽调制策略(space vector pulse width modulation,SVPWM)跟踪该参考值;最后通过实验对系统的5次、7次、11次、13次、17次和19次等6k±1次谐波进行有选择性的补偿,证明了该方法的有效性。

三相四开关并联型有源电力滤波器关键参数计算及其实现

为减少电力系统中的谐波与无功功率污染问题,提高电能的有效利用率,设计了一种经济性的三相四开关并联型有源电力滤波器。阐述了三相四开关并联型有源电力滤波器主电路关键参数的计算方法,分析了有源电力滤波器的主电路拓扑结构、控制系统硬件原理及算法的软件实现流程。现场工程应用案例证明了该系统的可行性和有效性。

基于混合型逻辑数字控制的三相三线制并联型有源电力滤波器的研究

对一种由非线性负载产生的谐波电流的全部或特定频率进行补偿的并联型有源电力滤波器进行了研究,并应用数字信号处理器(DSP)对其进行混合型控制,可以容易地检测和验证对不同电流或直流电压控制算法的正确性.还应用正序检测器来减少传统的p-q算法在不对称情况下的延时.经试验研究分析,证明了这种设计和控制策略的有效性.