不平衡负载下并联有源电力滤波器的补偿性能

实际工业现场存在谐波、负序及无功等问题需予抑制以满足其他用户的用电要求,而有源电力滤波器(APF)是一种新型电力电子装置,除抑制谐波外,对于不平衡三相电路,还可同时抑制基波负序电流。为准确检测出不平衡负载的谐波与基波负序分量,APF的低通滤波器采用移动平均滑窗算法并在研制的66 kVA的APF基础上对不平衡三相电路进行了补偿。仿真和实验结果证明了所研制的APF可以快速、准确地检测出基波负序及各次谐波电流,补偿后的系统侧电流畸变率从28.5%降至2.79%,充分达到了谐波抑制的国际标准。

并联有源电力滤波器空间矢量电流控制新方法

基于电压空间矢量分析原理,提出一种适用于并联型有源电力滤波器的电流控制方法。揭示了参考电流优化跟踪策略,该策略能保证在单个开关周期内,使误差电流矢量的幅值以最快的速度逼近于零,从而实现参考电流的快速跟踪。基于参考电流优化跟踪策略,在充分考虑逆变器的实际电压输出能力的情况下,对逆变器输出电压矢量进行精确计算,并通过在单位开关周期内输出多个基本电压矢量的方法合成该矢量,以保证误差电流微分矢量同时具有最优方向和最大幅值,从而在快速跟踪指令电流的同时,不会造成逆变器不可控,提高控制系统的快速性和可靠性。实验结果验证了所提方法的有效性。

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。

并联有源电力滤波器中LCL滤波器的分析与设计

并联有源电力滤波器(active power filter,APF)要求较高的补偿带宽和较低的开关纹波含量。LCL滤波器由于可以兼顾低频段增益和高频段的衰减,是APF输出滤波器的较好选择。但LCL滤波器是三阶系统,设计较为复杂且存在谐振点振荡问题。现有的论文主要是通过MATLAB仿真图形分析LCL滤波器的性能,不能给出定量的公式化描述。笔者推导了带阻尼电阻的LCL滤波器的S域传递函数,并将其分解为几个典型系统的组合,利用数学推导详细分析了LCL滤波器中各个参数变化对系统性能的影响,为LCL的参数调整提供了理论依据。仿真和实验结果证明了所提出理论的正确性。

并联有源电力滤波器典型重复控制策略的分析与改进

目前并联有源电力滤波器采用的典型重复控制通常由PI控制与重复控制并联构成,存在中频段开环增益不足的缺点,且PI控制器同时存在于前向通道与反馈通道中,动态补偿效果不佳。提出了改进的重复控制策略,利用PI控制构成电流内环,对控制对象的中低频段特性进行校正,提高控制系统鲁棒性。利用前向通道中的重复控制器提供对谐波信号的高增益,提高了有源电力滤波器的中频段带宽。同时利用参考电流信号前馈至PI控制电流内环,充分保证控制系统的动态性能。仿真和实验结果验证了所提出控制策略的正确性和有效性。

并联有源电力滤波器滞环电流比较控制研究

在理论和仿真研究并联有源电力滤波器(PAPF)滞环电流比较控制方法中,首先介绍了PAPF的整体结构与工作原理,阐述了基于瞬时无功功率理论的指令电流信号检测方法和滞环电流比较控制方法的基本思想、实现原理和主要特点;然后,对三相四线制的不对称非线性系统和PAPF仿真实验以验证它的可行性。结果显示,该有源滤波器输出特性好,控制系统简单易行、可靠性高、适用性广。

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。

并联有源电力滤波器的鲁棒性控制

并联有源电力滤波器SAPF(shunt active power filter)是当前谐波治理的主趋势。为获得高品质的SAPF谐波补偿性能,提出具有鲁棒性的单相数字锁相环,通过乘法鉴相、环路低通滤波、无静差控制、积分取余等环节实现对网侧电压相位的检测;并设计具有高稳定性的直流侧电压控制器,应用极点配置法确定控制器参数。文中提出的锁相环相位跟踪结果不受电网电压畸变影响,锁相准确,电压控制器相角裕度大、响应速度快,能够兼顾稳态与暂态性能,因此该SAPF系统对电网具有良好的适应性。仿真与实验验证了所提方案的正确性与有效性。

基于统一数学模型的三相四线制并联有源电力滤波器的参数优化方法

提出了一种适用于各种拓扑结构和开关控制策略的四线制并联有源电力滤波器(APF)关键参数的优化设计方法。本文以满足响应速度和控制精度的要求作为优化目标,基于统一数学模型和各桥臂输出能力指标,求解得到桥臂输出电感值在给定直流侧电容和直流侧电压时的约束条件。结合实例说明了桥臂输出电感在该约束范围内的优化取值方法。最后通过仿真计算验证了所提出的参数优化算法的正确性和有效性,而且,所需数据少、容易获取,为提高APF设计水平和实用化程度提供了理论依据和实用方法。

一种新型的四桥臂并联有源电力滤波器的复合开关控制策略

为解决四桥臂并联有源电力滤波器(active power filter,APF)现有的空间矢量控制(space vector modulation,SVM)算法计算复杂、延时较大的问题,首先提出一种改进的空间矢量控制方法,详细说明该方法的原理和具体实现,通过仿真计算验证了该方法的正确性和有效性。同时,为使得四桥臂并联APF具有控制精度高和响应速度快的性能,将所提出的改进空间矢量控制和电流滞环控制进行了有效结合,提出一种兼具两种控制方法各自优点的复合控制策略。给出该策略的实现和参数计算方法,通过仿真计算和物理实验验证了所提方法的正确性和有效性。所得方法计算简单,易于硬件实现,对于提高四桥臂并联APF的补偿效果具有一定的应用价值。

并联有源电力滤波器电流滞环比较控制方法研究

基于指令电流信号的瞬时无功功率理论检测方法,对并联有源电力滤波器电流滞环比较控制方法进行分析提出了一种基于电流的SAPF滞环控制方法,该方法可以根据SAPF补偿效果的工程需要以及可控电力电子元件的开关频率限制性,选择择适当的阈值.为了验证该方法的可行性,进行了MATLAB仿真实验.仿真结果表明,电流滞环控制方法可减少计算量及计算误差,提高反应速度,并可根据需要调节跟踪精度.

并联有源电力滤波器补偿性能的研究

研究了影响桥式整流带阻感型负载的并联型有源电力滤波器补偿性能的因素,从理论上分析指令延时和母线电压以及输出电感对补偿效果影响的具体原因,并通过Matlab软件建立仿真模型,借助仿真波形和THD数据证明了理论分析的正确性,最后根据实际工程需要合理优化了各个参数,并在一台50 KVA三相四线的并联电力有源滤波器样机上验证了该方法的实用性和有效性.

基于PSIM的并联有源电力滤波器仿真研究

利用电力电子与电气传动仿真专用软件PSIM建立了并联有源电力滤波器系统仿真模型,对基于瞬时无功功率理论的ip-iq滤波检测算法进行研究.仿真结果表明,三相有源电力滤波器能够有效地补偿负载谐波电流,改善电能质量.

并联有源电力滤波器电流控制策略研究

为了减小系统的稳态误差和提高控制系统的动态响应,分析了传统的PI调节器和重复控制各自在并联有源电力滤波器电流内环控制中的优缺点,通过对比分析,提出了PI调节器和重复控制相结合的复合控制策略。理论分析和仿真结果都验证了此方法的可行性。

数字化并联有源电力滤波器的软件锁相环实现

介绍了一种基于DSP的频率校正和基波相位校正的新方法,用于数字化并联有源电力滤波器的工频锁相.通过频率校正环节和相位校正环节分别计算出基波分量频率和初相与标准信号的误差,用以调整标准信号的频率和相位.该方法不需要闭环反馈,结构简单,其响应速度可以满足并联有源电力滤波器谐波检测以及谐波指令电流控制输出的时间要求.

并联有源电力滤波器的人工神经网络控制方法

提出并分析了一种适用于控制并联有源电力滤波器的人工神经网络方法 .该方法采用两个不同的人工神经网络 ,其中的多元自适应线性神经元网络用以获取欲补偿的三相有害电流 ,而其中的三层前馈神经网络用以控制滤波器的输出电流 .仿真结果显示 :电力系统经并联有源电力滤波器补偿后 。

一种并联有源电力滤波器的复合控制方法研究

在采用并联有源电力滤波器来消除电网谐波时,由于其滤波器的检测精度、指令电流计算延时等原因,一般的控制方法很难达到理想的滤波效果。因此,本文提出了基于常规PI控制和重复控制的复合控制方法,能使系统获得很好的静态性能和动态性能。仿真实验表明,这种控制方法实现相对比较简单,在响应速度和控制精度上都具有一定的优势,且能有效地对周期变化的信号进行控制,有效地提高了系统的滤波性能、鲁棒性和抗干扰能力,能够满足高压、大容量的电力有源滤波系统的要求。

基于LCL滤波器的高稳态性能并联有源电力滤波器

并联有源电力滤波器(APF)适用于补偿电流源型谐波,通常由于谐波电流较大的变化率以及电流环的稳态误差,进行高精度补偿具有一定难度。本文采用LCL滤波器兼顾补偿电流带宽和开关纹波的滤除效果,从补偿电流变化率和滤波电容高频分流的角度详细讨论了滤波器的设计方法。同时,将重复控制直接应用于LCL滤波器的补偿电流控制,带有惯性的微分补偿器保证了控制环的稳定性和稳态精度。采用上述措施后,补偿后的电网电流在高、低频段都有较低的谐波含量。实验结果证明了本文方案的有效性。

并联有源电力滤波器的仿真研究

由于非线性负荷造成电网电能质量下降,各种调节控制补偿装置大量涌现,其中新型动态实时补偿装置并联有源电力滤波器(SAPF),具有优越的补偿性能。利用MATLAB的动态仿真软件SIMULINK模拟SAPF补偿负载产生谐波及无功电流。建立SAPF的仿真模型采用了传递函数法、IGBT三相桥式逆变器法,两种方法都能产生跟踪指令电流信号的补偿电流。分别阐述组建两种仿真模型的方法,并进行比较,指出传递函数法建立的SAPF仿真模型产生的补偿电流为计算量,而IGBT三相桥式逆变器法建立的模型能产生注入模拟电网的补偿电流,因此它更具适用性和研究价值。

并联有源电力滤波器解耦控制研究综述

为解决并联型有源电力滤波器三相电流之间和有功无功电流之间的强耦合问题,以达到改善负载补偿效果的目的,总结了近年来相关学者对有源电力滤波器解耦控制的研究工作。首先,分析了并联有源电力滤波器的结构和特点。然后,从搭建模型的不同类型出发,对比分析了三相三线制、三相四线制及混合型并联有源电力滤波器的结构特点和控制方法,研究了近年来有源电力滤波器各种解耦控制方法的研究进展及相互的联系。最后,结合近年来新兴的控制方法,对有源电力滤波器解耦控制的研究做了展望。