三相有源电力滤波器重复滑模控制

有源电力滤波器(active power filter,APF)的谐波电流控制直接影响着APF的滤波效果。针对指数趋近率容易产生抖振的问题,提出了一种变指数趋近率,并在dq坐标系下推导出了基于该变指数趋近率的APF滑模控制律。为提高APF对高次谐波的追踪能力,将重复控制和基于变指数趋近率的滑模控制并联,提出了一种APF的重复滑模控方法。仿真结果表明,相对于基于指数趋近率的滑模控制方法,提出的重复滑模控制方法具有更高的稳态精度,电网电流的谐波畸变率更低。

有源电力滤波器补偿的PI解耦控制技术研究

电网中电压和电流波形的失真会产生谐波,导致电网功率因数降低,并影响电力系统的稳定性和可靠性。为了确保电力系统的正常工作,研究了基于有源电力滤波器补偿的比例积分(PI)解耦控制技术。设计了基于二极管钳位式的有源电力滤波器模型。结合基尔霍博电压法,降低控制谐波和解除部分变量耦合。针对设备非线性产生的谐波,分析有源电力滤波器的可逆性,获得输入雅可比矩阵,以实现滤波器旋转坐标的线性化。利用变换矩阵转换转动角速向量,输入谐波的幅度,输出电流取样延迟,完成无差PI解耦控制。试验结果表明,所提技术能够有效解耦滤波器的谐波电流成分,从而补偿电网中的失真电流。该技术可以减少谐波对电力系统的整体影响,保证设备的正常运行。

模块化PWM主电路实现的大容量有源电力滤波器

有源电力滤波器在抑制电网谐波、提高电能质量方面有良好的应用前景。提高有源电力滤波器的装置容量是应用中有待解决的关键技术问题之一。文中在综合国内外目前实现大容量有源电力滤波器方法的基础上 ,介绍了一种采用多个模块化 PWM主电路单元组合实现的大容量并联型有源电力滤波器 ,给出了该有源电力滤波器的主电路结构拓扑 ,分析了系统的工作原理及控制方法 ,并对在实现该装置时所遇到的问题进行了讨论。工业现场实验结果表明 ,采用该方法实现的有源电力滤波器有着良好的补偿特性 ,有效地解决了有源电力滤波器在大容量时器件与装置容量之间的矛盾。

模块化并联有源电力滤波器

针对大容量非线性负载的谐波抑制问题,依据模块化技术、N+1冗余技术以及非线性环节稳定性理论,提出了一种模块化并联有源电力滤波器,研究了模块化结构、N+1冗余控制、负载电流检测方案以及并联均流策略,对多模块并联系统进行了建模和稳定性研究,设计并实现了基于两台有源电力滤波器模块的并联补偿系统。实验证明,模块化并联补偿方案是可行性的,每台有源电力滤波器模块的输出电流相等,并联补偿系统可以将典型(电流源型)谐波源的网侧电流畸变率降低到补偿前的1/5以下。

大容量并联有源电力滤波器的模块化控制策略

针对大容量非线性负载谐波补偿问题,提出了基于自适应谐波检测算法的有源电力滤波器(APF)模块化控制策略。自适应谐波检测算法不仅可以抑制非正弦电压对电流检测的影响,而且能够快速跟踪谐波电流。基于容量的比例均流控制策略具有补偿灵活,易于实现冗余控制的优点;当补偿量超过装置容量时,根据自身容量对谐波进行补偿。最后对模块化并联系统进行了稳定性分析。理论分析和仿真结果表明,所提出的APF模块化控制策略适合于大容量谐波补偿,并且可以提高系统的稳定性和安全性。

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。

基于实时均流的模块化有源电力滤波器并联系统补偿策略

针对大容量非线性负载的谐波补偿问题,提出了一种模块化有源电力滤波器并联组合系统。研究了多模块并联组合系统的结构及其工作原理,在此基础上建立小信号模型加以分析,并引入模块容量差异化情况下的控制策略作为对比,提出了相同容量模块间基于均流系数实时更新的均流控制及冗余控制策略。各个模块内则采用数字比例—积分(PI)和重复控制构成的复合电流控制策略,保证系统的稳态补偿精度和动态响应速度。最后,搭建了单台容量为50kVA的双模块有源电力滤波器并联组合系统,对比了不同模块间控制策略及不同模块内控制策略的补偿效果,实验结果证明了所提出的控制策略的可行性和有效性。

关于有源电力滤波器的综述分析

电力系统逐渐发展成为以电力电子为基础的电力系统,各种电能质量问题的存在,推动了有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)的发展。APF作为综合性电能质量调节器,是一种具备动态谐波抑制和无功补偿功能的新型电力电子装置,其性能优劣与所采用的拓扑结构、电流追踪控制方法等密切相关。为了推广在高压大容量下APF的控制技术,拓宽其应用范围,分类整理了APF拓扑结构,归纳总结了APF的电流跟踪控制技术,将各种控制方法进行了性能对比,并从多个角度阐述了当前所存在的问题,为研究人员提供参考。此外,还简要总结了APF的进一步发展趋势。

基于模块化多电平技术的广义有源电力滤波器

为克服传统广义有源电力滤波器(GAPF)的缺点,提出了一种采用模块化多电平技术的GAPF(GAPF/MMC),提高了装置的电压等级和波形质量。详述了GAPF/MMC的拓扑结构、工作原理、控制方法及调制策略,给出了子模块电容电压的平衡方法。试验结果表明,GAPF/MMC在实现综合补偿的基础上可有效降低输出电压的谐波含量和网侧滤波电抗的容量、功耗,适合在高压大功率领域中应用。

基于系统谐波阻抗控制的新型有源电力滤波器

针对传统有源电力滤波器滤波效果受谐波电流检测精度影响,导致滤波不彻底的问题,提出了一种基于系统谐波阻抗控制原理的新型有源电力滤波器。滤波器的第1部分为串联在电网中的单相变压器二次侧接逆变器,第2部分为单相变压器和负载之间并联的无源滤波器。通过控制使串联变压器的谐波等效阻抗很大,无源滤波器的谐波等效阻抗相对很小,由分流原理可知此时各次谐波电流将被迫流入无源滤波器支路,从而实现了各次谐波的滤除。为实现系统谐波阻抗的控制,设计了无源滤波器参数和逆变器控制参数。最后,在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型,结果表明可将系统侧电流总谐波畸变率由29.37%降低到0.69%,满足国家谐波标准。该研究在谐波抑制方面具有一定的应用前景。

基于主动阻尼电路的LCL型并联有源电力滤波器谐振抑制方法

由于并联有源电力滤波器(SAPF)的宽控制带宽,LCL输出滤波器的谐振问题已经成为SAPF运行中的关键问题。为了解决LCL滤波器的谐振问题,提出了基于主动阻尼电路的新型阻尼方法,以在不影响SAPF控制的情况下实现阻尼效果。所提方法基于与滤波电容器串联的辅助变换器,在辅助变换器中,谐振电流被检测并反向注入作为变换器的参考信号,从而达到对谐振电流的阻尼效果。所提方法的稳定性通过频率响应分析,并与传统方法进行比较,证明了理论上的可行性。最后,实验结果验证了所提方法的有效性,与传统方法相比,所提方法具有更好的开关谐波抑制效果。

有源电力滤波器中检测控制模块的设计

讨论了有源电力滤波器检测控制模块的算法原理及其开发方案 ,重点探讨了用TMS32 0F2 4

非理想条件下并联有源电力滤波器的无源超螺旋二阶滑模控制策略

电力系统运行在非理想状态时,容易产生短暂的电压波动,此时并联有源电力滤波器(shunt active power filter,SAPF)采用无源控制策略无法高效、精确地调节电能质量,而常规滑模控制又容易引起抖振。针对上述情况,将无源控制和抗干扰能力更强的超螺旋二阶滑模控制相结合,提出了一种无源超螺旋二阶滑模控制策略。首先,根据有源电力滤波器的数学模型建立基于正负序分离的欧拉−拉格朗日模型;其次,对系统的模型进行了无源性分析,且根据其无源性设计了无源控制器,同时采用超螺旋二阶滑模控制对无源控制器进一步优化,提高了系统整体的鲁棒性和抗干扰能力;最后,在理想状态和负载突变、负载不平衡、电网电压不平衡、单相电压突变4种非理想状态下,通过仿真实验验证了无源超螺旋二阶滑模控制策略的有效性和优越性。

模块化有源电力滤波器串联均压问题的研究

针对模块化有源电力滤波器在电网运行中存在的串联均压问题,提出了相应的解决方案。采用电力系统仿真软件OR-CAD/PSPICE和EMTDC/PSCAD进行仿真,建立APF模块均压仿真电路,通过仿真结果,验证了此种保护方案效果显著。

有源电力滤波器驱动保护电路的设计及仿真分析

本文根据有源电力滤波器的应用环境和运行特点,设计了IGBT驱动保护电路,并对保护效果展开了仿真验证。采用RCD吸收电路实现过电压保护,利用过电流检测与“软关断”方法实现过电流保护,运用散热片和温控开关实现过热保护。根据设计方案,使用Multisim 14.0仿真软件,分别进行了驱动电路正常工作仿真和瞬时过流故障仿真。结果表明,在正常工况下,输出驱动信号的仿真值与理论值十分接近;在发生瞬时过流故障时,经过1μs的延时后触发保护动作,在故障排除后电压缓慢恢复至正常电压,达到了驱动保护目的。

有源电力滤波器的故障分析及主回路保护研究

随着全球经济的发展,以及电网架构的演进,人们对于电源设施的可靠性有了更加严格的要求。本文主要针对有源电力滤波器(apfc)在主回路中的工作原理、设计特点以及故障原因进行详细介绍。通过对apfc的主要功能模块及其各部分的分析与总结,得出了apfc的常见故障类型并给出了相应的解决方案。同时,结合实际应用中存在的问题,提出改进措施以提高apfc的运行效率和稳定性。

有源电力滤波器的动态无功补偿方法研究

为克服大量分布式电源、电动汽车并网时对电网带来的冲击,同时考虑到分布式电源及负载的双重随机动态变化特性,文章对现有无功补偿装置进行了分析,提出采用有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)对配电网进行动态无功补偿,并在MATLAB-Simulink中搭建仿真模型。经验证,APF动态无功补偿能力较好。

工厂供电系统特定谐波源定位与有源电力滤波器治理技术研究

在工厂供电系统中,由于各类电气设备的广泛使用,使得电力系统中广泛存在谐波现象,这种电力电子设备引起的谐波不仅对设备本身产生破坏,还会对供电系统产生影响,造成电能质量问题,甚至会干扰电网的正常工作。因此,定位并消除谐波源头成为一项重要研究任务。本研究实施了针对工厂供电系统特定谐波源的定位技术,并对有源电力滤波器治理技术进行了深入研究。通过实验测试和计算机模拟能够有效地识别并定位出特定的谐波源的位置,可为工业生产中的电力系统设计和谐波治理提供重要的参考。同时,通过对有源电力滤波器的深入研究,探索出一种新的、有效的谐波治理方案。研究结果发现,使用有源电力滤波器能够有效地减小谐波对供电系统的额外负荷,提高整个供电系统的功率因数,从而提高电能质量。同时,这种技术也有助于延长设备的使用寿命和稳定性,提高设备的运行效率。该研究对于解决电力系统谐波问题具有重要的理论和实际应用价值。

单相全桥模块化并联型有源电力滤波器的研究

针对电网中的非线性负荷量大幅攀升,介绍了单相全桥模块化并联型有源电力滤波器。进行了仿真与分析,并且设计与实现了一个最大补偿电流为100 A的应用于三相四线制电网中的并联型有源电力滤波器系统。该系统主要实现在非线性负载和电网之间注入与谐波电流幅值相等极性相反的补偿电流抵消非线性负载产生的谐波,从而达到滤除电网中电流谐波的功能,涉及到的主要工作有系统的软硬件设计以及系统内部各个模块之间的协同工作。

多模块并联有源电力滤波器的性能

对多模块并联的有源电力滤波器的几项关键技术进行了分析,包括负载电流采样分配策略、分流策略,提出了有效的解决方法,并设计了FUZZY-PI控制模块。利用Matlab软件对三模块并联的情况进行了仿真分析,并针对多模块并联系统可能出现的故障问题进行了仿真分析。仿真结果验证了方案的可行性。