基于并联滤波器的电压闪变检测

依据最小方差原则和梯度下降方法,经过旋转变换,得到二维线性自适应跟踪器,组成频点和带宽可任意设定的一致指数稳定的并联梳状ⅡR滤波器,分析其频率特性。该滤波器可提取电力信号中的已知频率的谐波和间谐波,获得基波幅值的准确跟随。再用另一个并联滤波器分析基波幅值跟随信号,提取基波电压的恒定值和多个波动分量,对电压波动进行加权滤波、平方、平滑滤波后得到瞬时视感度。算法抑制了间谐波造成的平方解调法检测闪变度的误差,具有较好的均值统计意义下的抗干扰性能。通过仿真比较说明了算法的有效性。

基于并联滤波器的多谐波分析算法

提出一种对包含多种谐波的电力信号进行分析的多个二维线性滤波器并联的算法。通过调节每个滤波器的频率参数和带宽参数,该并联滤波器组能够同时实现对任意已知频率的谐波和间谐波的准确跟随和分析,该算法不需要傅立叶算法那样大存储空间。说明了系统是一致全局稳定的,给出传递函数矩阵,分析了频率特性。通过仿真试验,表明新算法对频率已知平稳信号,能实现快速跟随和精确检测,对于频率存在偏差的信号,频率偏移的大小决定了检测精度。

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)。

三相并联型有源电力滤波器补偿电流性能分析与改进

三相有源电力滤波器通常用来补偿非线性负载所引起的谐波和无功电流。在有源电力滤波装置中,其补偿性能的好坏,很大程度上取决于控制器的设计。但由于非理想因素的影响,例如输出电流环路带宽有限、检测电路的延时、指令电流的产生等,都会影响补偿效果,而传统的PI控制由于带宽有限不能实现无静差输出。为了提高三相并联型有源电力滤波器的补偿性能,该文在同步旋转坐标系下提出了一种理想的电流控制策略即基于PI控制和重复控制并联结构的电流控制方法,利用重复控制对于周期扰动信号无差跟踪的特点来提高有源滤波的稳态精度,PI控制保证有源电力滤波器的动态性能。实验结果和理论分析充分证明了所提并联结构电流控制器的可行性。

并联有源滤波器LCL滤波器特性分析及设计方法

基于频域分析的方法,本文研究了并联有源滤波器中LCL滤波系统的特性,着重讨论了不同负载条件对滤波系统的影响。其中感性负载与空载情况类似,容性负载会引入新的谐振峰,阻性负载会增加系统的阻尼比,而在谐波源负载时对滤波系统的模型进行了改进,滤波器输出电流的幅值和相位都将发生改变。基于以上分析,本文提出一种系统的LCL滤波器设计方法,包含总连接电抗值、阻尼比、开关噪声衰减度、谐振频率四组约束条件。根据滤波器的设计目标,合理确定系统的阻尼比,再通过反推校正的方法优化滤波器的性能。仿真和实验证明了本文所提出的LCL滤波系统分析及设计方法的正确性及适用性。

并联有源滤波器在谐波检测中的相位控制

基于瞬时无功功率理论 ,对非对称三相三线制并联有源滤波器的谐波检测原理进行了分析 ,对其检测相位偏移问题以及由其带来的不利影响进行了数学分析 ;并在控制上提出了解决这些问题的一种新的锁相方法 。

基于重复-PI的复合控制应用于并联有源滤波器研究

并联有源电力滤波器的工作原理是主电路向电网注入大小相等、方向相反的电流量来达到谐波抑制,其性能主要包括动态响应速度和稳态补偿精度。PI控制应用于谐波抑制具有动态响应快、稳态精度低的特点,重复控制具有稳态精度高、动态响应慢的特点,为综合两者的优点,提出将重复控制与PI控制进行串并联的复合控制策略:先将一重复控制与PI控制构成串联复合,再将串联复合与另一重复控制并联构成串并联复合。并将其与PI控制、串联复合控制和并联复合控制的谐波补偿性能分别进行了仿真对比研究与实验验证。仿真结果表明串并联复合控制具有更好的谐波补偿稳态结果和动态响应性能,实验结果证明了该方法的可行性与正确性。

基于DSP-FPGA全数字控制的并联有源电力滤波器

简要分析了并联有源电力滤波器的工作原理,选取含有裂相电容的三桥臂电压源型逆变器作为系统主电路,输出电流采用动态滞环控制。针对三相四线系统,且考虑电网电压畸变和不对称情况,给出一种基于瞬时功率理论实现无功功率和谐波全补偿的控制策略,并设计了基于DSP-FPGA的全数字控制系统。仿真和实验结果验证了控制策略的正确性。

并联混合型有源电力滤波器的建模和控制策略分析

针对目前常用的几种典型结构的并联混合型有源电力滤波器,该文通过建立通用电气模型,从理论上对基于几种基本控制策略的并联混合型有源滤波器的滤波原理和优缺点进行了分析;在此基础上,通过比较研究,进一步探讨了不同基本控制策略下电网参数波动对并联混合型有源滤波器工作性能产生的影响。所得的结论可以为并联混合型有源滤波器在复杂工况下基本控制策略的最优选择提供有效的指导,确保滤波装置的安全有效运行。

并联型有源电力滤波器按容量比例分频段补偿并联控制策略

针对有源电力滤波器(APF)在大功率领域应用的问题,提出一种基于无静差控制的按容量比例分频段补偿并联控制策略,利用APF自身容量的不同,按照谐波含量合理优化,以达到大容量APF补偿含量高的谐波、小容量APF补偿含量低的谐波,理论上可以达到稳态时无误差的补偿,从而有效地提高了有源电力滤波器在大功率领域场合中的补偿精度。在此基础上提出了有源滤波器基于容量极限按比例限流的控制策略,提高了并联运行的稳定性和安全性。理论分析和试验证明了提出的按容量比例分频段补偿控制策略的优越性。

三相四开关并联有源电力滤波器的控制方法

在详细分析一种基于四开关逆变器的三相四开关并联有源滤波器(TFSSAPF)的拓扑结构和工作原理的基础上,采用控制TFSSAPF输出电流有功分量的方法,以稳定直流侧电容总电压,提出在TFSSAPF的c相输出电流指令值上叠加直流侧电容均压控制量的方法,实现直流侧电容电压均衡。针对TFSSAPF的结构,提出采用相电流作为指令电流的SPWM电流调制算法,并综合输出电流和直流侧电容电压控制目标,提出适用于TFSSAPF的控制方法。样机实验结果验证了所提方法的正确性和有效性。

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。

并联有源滤波器两步预测控制方法研究

针对并联有源滤波器(APF)一步预测控制方法存在的补偿误差较大等问题,在详细分析数字控制方式下APF电流跟踪特性的基础上,提出了一种两步预测控制方法,该方法通过对参考电流在当前采样时刻准确预测出下两个采样时刻的数据来建立APF的参考电流轨迹,以此为基础推导了APF补偿电流对参考电流轨迹跟踪的最优控制律;针对补偿电流变化率较大时刻的跟踪问题,在两步预测控制的基础上结合基于重复控制的反馈校正来减小补偿的稳态误差。理论分析表明,与一步预测控制方法相比,两步预测控制方法能进一步有效减小APF补偿的误差。仿真和实验结果验证了所提出控制方法的有效性。

基于LCL滤波器的并联有源电力滤波器电流闭环控制方法

并联有源电力滤波器(active power filter,APF)需要具有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3阶系统,增加了控制难度。通常应用于APF电流控制的瞬时值反馈内环结合重复控制外环的双环控制性能较好,但其主要是针对单电感滤波器进行设计,难以直接应用于LCL滤波器控制。提出一种简单的内环方案,利用数字控制固有的一拍计算延时进行LCL滤波器的稳定控制,只需一个反馈量,结构简单;由于内环有效地改善了系统的特性,作为外环的重复控制器的设计相对简单。基于LCL滤波器的双环控制方案赋予了系统较高的稳态补偿精度和快速的动态响应。实验结果证明了所提出控制方法的有效性。

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。

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。

基于复合控制的并联有源滤波器的仿真研究

并联有源滤波器是消除电网中非线性负载产生的电流谐波的有效手段。针对PI控制器在并联有源滤波器中的局限性,将重复控制和PI控制器并联用于并联有源滤波器输出电流波形的控制。笔者在给出并联有源滤波器主电路结构的基础上,介绍了一种基于瞬时无功功率法的谐波检测方法及基于重复控制和PI控制的复合控制策略。最后,通过MATLAB/Simulink对所提控制策略进行了仿真验证。仿真结果证明了该控制策略的有效性。

并联有源滤波器广义积分控制设计新方法

广义积分控制能够无静差的跟踪正余弦指令信号,因此广泛应用于并联有源滤波器(shunt active power filter,SAPF)电流控制中。只要系统稳定,指定次谐波补偿精度都能得到很好的保障。然而如何设计控制器参数提高控制系统动态响应性能,却一直没有得到很好的解决。提出一种广义积分控制器参数设计方法,此方法通过配置闭环系统主导极点实部,保证系统较快的动态响应速度。分析和实验结果均证明该设计方法的有效性。

不平衡负载下并联有源电力滤波器的控制策略

针对工业现场存在的不平衡负载(包括线性负载和非线性负载)导致的电网电压畸变和不平衡,在瞬时无功功率理论基础上,提出2种新检测算法及2/2变换矩阵,物理意义明确,可实时准确地分离出基波正序、基波负序及各次谐波电流,实现有源电力滤波器补偿策略的灵活选择——既可只补偿高次谐波和基波无功,充分利用有源电力滤波器的容量;亦可在容量许可的情况下同时补偿高次谐波、无功及基波负序。Matlab仿真研究和实验结果表明该算法的可行性。

并联型有源电力滤波器在非理想电源电压下的控制

首先提出了并联型有源电力滤波器在不对称、非正弦电源电压情况下补偿电流指令的准确计算方法。该方法基于同时对三相电压、电流进行旋转坐标变换和投影变换。所求得的补偿电流指令为非线性负载电流中除了基波正序有功分量之外的全部电流分量。应用于三相三线制电路时,该方法可以计算任意次谐波电流的瞬时值。进一步提出了在不对称、非正弦电源电压情况下,并联型有源电力滤波器产生补偿电流的无差拍控制法。理论分析、仿真及实验 结果表明了所提出的计算和控制方法的有效性,从而为并联型有源电力滤波器在非理想电源电压条件下的正确控制提供了一条有效途径。所提出的方法对其它类型有源电力滤波器的控制也有借鉴意义。