串联谐振注入式有源电力滤波器及其工程应用研究

提出了一种兼具无功功率补偿、谐波电流滤除和谐波谐振抑制的串联谐振注入式有源电力滤波器拓扑结构,并将其成功应用于实际工程。其基本思想是:只由无源部分补偿无功功率,有源部分和无源部分共同抑制谐波。详细介绍了该系统的滤波原理和控制系统结构。该装置目前已挂网运行,现场运行结果表明该装置性能优越、可靠性高。

串联谐振注入式有源电力滤波器复合控制算法

传统滞环电流控制开关频率不固定,输出频谱范围宽,滤波较困难,以串联谐振注入式混合有源电力滤波器(SRIHAPF)为例,在传统滞环控制的基础上加以改进,并结合比例谐振积分控制算法,提出一种复合控制算法作为该滤波器的电流跟踪控制算法.避免了传统滞环控制开关频率不固定和比例谐振积分达到系统稳定延时长的缺点.该算法准确性高,跟踪效果好,运用Matlab进行了仿真和实验验证.仿真和实验结果证明,该复合控制算法能够提高滤波器的电流跟踪性能和谐波补偿效果.

串联谐振注入式有源电力滤波系统稳定性分析

为了兼顾系统的滤波性能及无功补偿,又能维护系统的稳定性,提出一种新型串联谐振注入式有源电力滤波器拓扑结构并建立相应的数学模型,对其工作原理进行系统分析,探讨它在电网电压畸变、电网电压波动性以及在系统延时和惯性情况下的工作原理,并分别对电网电压畸变、电网电压波动性、系统延时及惯性这3种情况的稳定性进行系统分析研究,利用仿真软件对其结果进行仿真。研究结果表明:上述系统具有良好的稳定性和可靠性,满足了无功补偿,可以较好地应用于工业电力系统。

一种新型谐振混合型有源电力滤波器

针对某些场合特定次谐波含量严重超标,研究了一种新型谐振混合型有源电力滤波器(RHAPF)。该拓扑通过并联谐振的高阻抗特点来降低有源部分的基波电流,极大地减少有源部分的容量,通过串联谐振低阻抗的特点来进行特定次谐波抑制,提高RHAPF的特定次谐波补偿性能。通过建立RHAPF的电气模型,分析了RHAPF在不同情况下的谐波补偿性能。通过建立系统的数学模型,采用基于前馈解耦的控制策略对系统进行了控制器的设计。仿真及实验验证了RHAPF拓扑结构及控制策略的可行性,该RHAPF特定次谐波补偿性能良好,能够减少有源部分容量,适用于大功率应用场合。

基于混合有源滤波器的准比例谐振控制策略

由于电力电子设备、软启动器及各个非线性负荷的大量使用导致电网中谐波问题日趋加重,针对并联型混合有源电力滤波器(HAPF)谐波抑制控制策略进行研究。在这个拓扑结构的基础上,首先建立其数学模型并设计准比例谐振控制器和比例积分控制器进行仿真。针对传统的比例积分控制方法补偿精度低,并且对交流信号不能实现无静差跟踪等效果不理想问题,提出了电流内环准比例谐振控制与混合有源电力滤波器直流侧电压外环比例积分控制器相结合的控制策略。在Matlab/Simulink中搭建模型,仿真结果显示,上述控制策略能够补偿由非线性负载带来的谐波电流,补偿后的电网电流总谐波失真(THD)降到3.68%,符合国家标准。

基波串联谐振注入式混合有源滤波器的稳态补偿特性仿真分析

为了证明基波串联谐振注入式混合有源滤波器的稳态补偿特性，利用谐波源谐波抑制函数作为它的稳态补偿特性评价指标，并通过MATLAB仿真软件进行仿真试验，结果证明：当加入这种混合有源滤波器时，整个系统的补偿特性很稳定，鲁棒性很好，不受电网的阻抗的影响。

双谐振注入式混合有源电力滤波器及控制方法

提出了一种新型双谐振注入式混合有源电力滤波器(DIHAPF),注入支路由基波串联谐振支路和并联谐振支路组成,在保证补偿谐波电流注入能力的同时,避免了单谐振注入式混合有源电力滤波器(SIHAPF)高压配电网应用时容易无功过补的问题;建立了适用于高压配电网的注入式混合有源电力滤波器(IHAPF)的通用电气模型,给出了注入支路参数设计依据;此外,提出了一种适用于DIHAPF的基于广义积分预处理的比例积分(PI)控制方法,通过对负荷侧电流进行广义积分预处理获得电压参考信号,对有源部分交流侧输出电压进行闭环控制。实验及仿真结果证明了所提出的新型双谐振注入支路有效提高了IHAPF的应用电压等级,该控制方法在保证谐波电流控制精度与动态响应速度的同时,大大简化了控制计算过程,易于工程实现。

注入式混合型有源电力滤波器的控制算法

有源滤波器能否按其工作原理实现预期的谐波抑制效果,在很大程度上还依赖于电流跟踪控制算法的优劣。该文以一种新型注入式混合有源滤波器为例,结合传统滞环控制算法响应速度快和比例谐振积分控制算法无稳态误差的优点,提出采用复合型控制作为该混合有源滤波器的电流跟踪控制算法。通过相关的仿真、实验结果,从跟踪速度、控制精度、开关谐波含量和开关器件损耗4个方面,将复合型控制算法与传统滞环控制算法及单一的比例谐振积分控制算法进行比较研究。相关分析方法和所得结论可为其他类型的混合有源滤波器的电流跟踪控制算法研究提供借鉴。

新型注入式并联混合型有源电力滤波器

为了满足大型变电站谐波抑制和大功率无功补偿的要求,提出了一种新颖的并联注入混合有源电力滤波器,在补偿大功率无功功率的同时,降低了有源电力滤波器的容量,减少了滤波装置的初期投资,也更适合于工程实践应用。详细介绍了这种滤波器的滤波原理,提出了基于自适应预测算法的谐波检测方法,提高了谐波检测精度,采用基于广义积分迭代算法的三重离散滑模变结构的混合型有源滤波器控制策略。220kV变电站挂网运行的工程应用结果表明这种新型注入式混合有源电力滤波器可靠性较高,可获得良好的滤波效果。

注入式混合有源电力滤波器的数学模型及其特性

在分析注入式混合有源电力滤波器(injection typehybrid active power filter,IHAPF)工作原理的基础上,从控制的角度提出电压型逆变器的数学模型,在此基础上建立IHAPF的数学模型,对其稳定性和谐波抑制能力进行分析,着重探讨控制器参数对IHAPF稳定性和谐波抑制能力的影响,并提出控制器参数选择方法。仿真和实验结果证明了分析的正确性。

单独注入式有源电力滤波器的研究与应用

针对已有滤波器对大型冶炼企业谐波治理效果不理想的情况,提出一种新颖的有源电力滤波器(APF)——单独注入式APF。该滤波器把串联谐振注入型APF和并联混合型APF结合在一起,在有效滤除谐波的同时还可提供一定容量的基波无功功率补偿。实践表明,所提出的单独注入式APF不仅具有较大容量的无功补偿能力,且APF逆变器容量较小,因而工程应用价值较高。

注入式混合型有源电力滤波器双闭环控制

在分析注入式混合型有源电力滤波器基本工作原理的基础上,建立其数学模型,并以此为基础分析了逆变器基波环流的产生及危害。为消除逆变器输出中的基波成分,确保系统的安全稳定运行,提出了一种注入式HAPF的注入电流和逆变器输出电流双闭环控制策略。注入电流控制外环实现注入电流完全跟踪负载谐波电流,保证系统的精度;逆变器输出电流控制内环对输出电流进行限制,抑制系统的谐振,加入阻尼,保证逆变器的安全可靠运行。仿真及实验结果验证了本文所述控制策略在谐波控制精度及系统安全可靠性方面的优势。

注入式混合型有源电力滤波器的参数优化设计及其工程应用

分析了注入式混合型有源电力滤波器(injection type hybrid active power filter,IHAPF)的结构和工作原理,着重讨论了其主电路的参数优化设计;提出了一种无源滤波器的设计方法,既满足谐波治理要求又可确保装置的可靠运行;提出了基于粒子群算法的注入支路参数优化设计方法,在确保IHAPF谐波抑制能力的同时降低了电网谐波电压对装置可靠性的影响。针对某企业整流装置导致无功不足和谐波污染的实际工况,研制了一套IHAPF,仿真分析和工程应用表明,该IHAPF可以有效地进行谐波治理和无功补偿,满足了该企业的要求。

注入式混合型有源电力滤波器能量倒灌及防治措施

能量倒灌严重的威胁着注入式混合型有源电力滤波器(injection type hybrid activepower filter,IHAPF)的安全运行,但是目前对这方面的研究很少。该文在分析注入式混合型有源电力滤波器的基础上着重探讨了能量倒灌的起因及危害,建立了能量倒灌的等效电路,得出基波谐振支路对谐波电压分压过大是造成能量倒灌的根本原因;并进一步提出了对电网谐波电流与接入点谐波电压复合控制以及注入支路的优化设计两种防治能量倒灌的方案,依此为某铜箔厂研制了注入式混合型有源电力滤波装置。仿真及现场运行状况验证了理论分析的正确性。

一种新型的注入式混合有源电力滤波器直接功率控制方法

基于注入式混合有源电力滤波器(injection type hybrid active power filter,IHAPF)因存在基波谐振支路,使得有源部分不承受基波电压,适用于高电压、大容量配电网谐波治理的特点,对注入式混合有源电力滤波器基本结构和工作原理进行分析,论述注入式混合有源电力滤波器采用直接功率控制的可行性;根据瞬时功率理论,将检测出来的谐波功率作为参考信号,使滤波器实际输出的谐波功率跟踪参考功率,从而达到谐波治理的效果。对系统参数进行设计,以保证系统安全可靠运行。研究结果表明:该方法省去了谐波电流检测和复杂坐标变换,提高系统动态控制性能;所采用的直接功率控制在IHAPF谐波补偿中是可行的。

注入式混合型有源电力滤波器稳定性研究

在介绍注入式混合型有源电力滤波器的拓扑结构及控制策略的基础上,提出了该有源电力滤波器的数学模型,并利用该模型对系统的稳定性进行深入分析。从谐波抑制效果出发,有源电力滤波器放大倍数K的取值越大越好;但是系统中的延时环节、电网电感参数和无源电力滤波器参数均限制了K的取值范围,从而共同决定了有源电力滤波器实际能够投入的最大容量。分析表明:系统中的延时越小、无源电力滤波器及电网的电感参数越大,则最大放大倍数Kmax越大,谐波抑制效果越好;无源部分对Kmax影响有限。实验结果证明了理论分析的正确性。

基于PI+QPR控制的单相有源电力滤波器研究

补偿电流跟踪控制策略对有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)的谐波治理能力有直接影响。在单相系统中,利用并联型APF进行谐波治理时,传统的电流比例积分(Proportional Integral,PI)控制方式具有较快的响应速度,但3次谐波电流不能得到充分抑制。针对这一问题,文中采用准比例谐振(Quasi Proportional-resonant,QPR)控制策略对3次谐波电流进行跟踪控制。同时利用陷波滤波器对ip-iq谐波电流检测算法进行改进,提高谐波电流检测精度,消除数字低通滤波器输出侧直流信号中的低频波动问题。最后通过MATLAB/Simulink建立单相并联型APF谐波治理系统模型,验证了所提控制策略的可行性和有效性。

谐振注入式混合型有源滤波器的仿真研究

提出了一种适用于中高压系统的并联谐振注入式混合型有源滤波器,给出了拓扑结构。对注入支路的参数进行设计和分析;建立并联谐振注入式混合型有源电力滤波器的简化电气模型,提出了两种控制策略,在MATLAB仿真平台上,利用谐波抑制函数分析研究了不同基本控制策略下电网及系统各个参数波动对装置的谐波补偿特性的影响;给出了该结构的无功补偿特性,解决了传统注入式混合有源电力滤波器存在谐波注入能力与无功容易过补互相矛盾的问题。对并联谐振注入式混合型有源电力滤波器作了仿真实验,结果验证了理论分析的正确性,谐波和无功都得到很好的抑制。

注入式混合型有源电力滤波器的研究

针对高压大功率场所对大容量谐波抑制与无功补偿的要求,提出了一种新型混合型大功率有源电力滤波器NHAPF的拓扑结构。对其控制策略和基本工作原理进行了分析,并对NHAPF的谐波抑制特性进行仿真验证。

新型单独注入式有源电力滤波器的研究

通过对有源部分进行适当控制来等效增大电网支路的谐波阻抗，以改善无源滤波器的滤波性能和抑制无源支路与电网等效电感之间产生的谐振现象；无源支路在补偿无功功率的同时还可以滤除特征谐波电流。对该系统的稳态补偿性能和抑制谐波谐振性能进行了详细的分析，理论分析和实验结果证明了该系统的可行性和正确性。