高补偿精度并联型有源电力滤波器的控制策略

并联型有源电力滤波器能有效地抑制电网中的谐波电流,而其补偿精度取决于电流环控制器的设计。由于电流环参考和反馈电流由许多次谐波叠加而成且传统的比例积分控制器(PI控制器)带宽有限,因此控制器不能实现无静差输出。为此首先分析了传统单PI控制器在大容量有源电力滤波器应用中的局限性。然后提出了一种以T型滤波器(LCL滤波器)为控制对象的PI内环,重复控制器外环构成的双环复合控制策略用来改善输出电流波形,并给出了详细的设计方法和稳定性分析。该控制器对奇次、偶次谐波电流以及不平衡负载条件下的负序谐波电流均具有很高的补偿精度,且易于实现。仿真和实验结果证明了复合电流控制器在大容量有源电力滤波器应用中的有效性。

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。

有源电力滤波器的控制策略综述

随着电力电子装置的广泛应用,大量的谐波和无功电流注入电网,引起电网污染,造成电能质量问题日益严重。有源电力滤波器(active power filter,APF)是补偿电力系统谐波及无功功率的重要装置,其控制的实时性和准确性是实现有效补偿的一个关键。介绍了几种适合于有源电力滤波器的谐波电流检测方法和补偿电流控制策略的基本原理,进行了对比分析,并指出了它们各自的优缺点。控制策略的不断发展可使有源滤波器获得更好的性能和更广泛的应用。

低压大功率有源电力滤波器的控制策略研究

讨论了一种大功率有源电力滤波器(APF),系统采用H桥构建了一个三相三线电压型变换器拓扑结构。为达到理想的谐波补偿、无功补偿和不平衡负载控制效果,3个单相H桥构建的三相电路使用三角形连接的模式,适合在大功率APF场合使用。提出了一种指令电流复合控制策略,以达到对检测出的谐波电流的快速跟踪和无功电流补偿的目的。基于理论分析和仿真,在一台大功率APF装置上进行实验,验证了所提控制策略的有效性和该装置的谐波和无功补偿能力。

串联型有源电力滤波器的控制策略

通过所给出的串联型有源电力滤波器系统结构 ,分析了其补偿电压型负载的工作原理。在此基础上探讨了串联型有源电力滤波器的关键技术之一———获得参考电压的控制策略 ,包括检测电源电流和检测负载电压两种控制策略 ,并设计了相应的控制电路。最后 。

几种适合于有源电力滤波器的控制策略的对比分析

针对几种适合于有源电力滤波器(APF)控制方法的对比分析,指出了它们各自的优缺点及应用范围。主要介绍了一种能够在低开关频率下实现大功率变流器SPWM技术的组合变流器载波相移SPWM(CPS-SPWM)控制方法。

串联有源电力滤波器的控制策略

将有源电力滤波器与无源电力滤波器相结合，构成混合型电力有源滤波器（ＨＡＰＦ），可以降低谐波补偿系统的成本，改善滤波性能，提高实用价值．本文对利用ｄｑ变换计算谐波电流的方法作了分析，在Ｆ．Ｚ．Ｐｅｎｇ的串联ＨＡＰＦ的结构基础上，对其控制方案作了研究和改进，将两种有源滤波器的原理结合在一起，使其同时能对电网谐波电压和负载谐波电流进行有效抑制，并对高次谐波和低次谐波都具有很好的抑制效果．通过仿真分析证明了其可行性．

并联混合型有源电力滤波器的控制策略研究

滞环控制方法具有动态响应速度快和精度较高的优点,该方法获得了广泛的应用和发展,但并不能完全消除谐波含量,针对这一问题,提出一种改进的滞环控制方法,从而改善系统的输入电流谐波总畸变率THD,有效的减少谐波含量。在并联混合型有源电力滤波器模型基础上利用MATLAB仿真软件进行分析。仿真结果表明,与传统滞环控制方法相比,应用改进的滞环控制方法,系统具有更小的谐波含量。理论分析、仿真结果验证了所改进的控制方法的正确性和有效性。

单相有源电力滤波器的控制策略研究

有源电力滤波器是治理电网谐波、无功污染、改善电能质量的最有效手段，现今已成为电力电子技术应用的一个重要研究热点。它分为单相型和三相型，主要研究单相有源电力滤波器的控制策略，对以下方面进行了详细的说明与研究——有源电力滤波器的作用、谐波的危害、有源电力滤波器的原理、谐波电流检测方法、电流跟踪控制、直流侧电压控制等部分。其中本文运用到的谐波检测方法是基于瞬时无功功率理论，电流跟踪控制为瞬时值比较方式，直流侧电压控制是PI控制方法。并于最后对有源电力滤波器在Matlab软件中进行电路仿真。通过以上的理论基础与仿真设计。完成了有源电力滤波器对于带有非线性负载的电网谐波的消除。

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。

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)。

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。

提高农网质量的LCL型有源电力滤波器控制策略研究

因分布式能源在农网控制系统中广泛应用,谐波污染逐步加重,一系列农网电能质量问题随之出现。有源电力滤波器(Active power filter)作为一种抑制谐波的重要工具,与电流控制策略相关的研究已引起国内外学者重视。为提高有源滤波器滤波精度,提出一种基于长视野模型预测控制的LCL有源电力滤波器控制策略,解决传统模型预测算法在模型存在误差时出现跟踪误差发散现象的问题,采用拉格朗日外推法实现一步和两步超前预测,通过最小化两步预测成本函数实现两步最优。仿真结果证明,该方法可有效提高有源滤波器滤波精度,改善农网电能质量。

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。

有源电力滤波器滑模-无源控制策略研究

为了提高有源电力滤波器(active power filter,APF)的补偿性能和谐波抑制能力,提出电压外环采用趋近律滑模控制(sliding mode control,SMC)、电流内环采用无源控制(passivity based control,PBC)的SMC-PBC策略。与比例积分(proportion integration,PI)和PBC相结合的PI-PBC策略、PI和滞环电流控制(hysteresis current control,HCC)相结合的PI-HCC策略相比,SMC-PBC策略可以使APF在负载改变时补偿后的电网电流更接近于正弦波。通过MATLAB/Simulink实验平台进行仿真验证,结果表明SMC-PBC策略有效可行。

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。

有源电力滤波器谐波抑制控制策略

鉴于现在许多的电气设备都要求有较高的电能质量,所以改善电能质量,滤除谐波具有重要意义。有源电力滤波器(APF)是一种能够动态抑制谐波和无功补偿的新型电力电子装置,在补偿和抑制谐波时可以快速的跟踪负载的变化。在有源电力滤波器的研究中常常以开关频率较高的理想情况下忽略时滞的影响,但是实际上开关频率很难达到理想开关频率。数字控制系统中往往会存在着时滞现象,时滞的存在会对系统的稳定性以及动态性能造成影响。

基于变结构的有源电力滤波器无传感器间接控制策略

为简化有源电力滤波器(active power filters,APF)系统控制结构、实现降低装置成本,提出了一种基于变结构的APF无传感器间接控制策略,利用局部平均值算法给出了系统在无电压传感器控制方式下的占空比表达式。为提升APF低频工作特性,进一步引入虚拟负电感控制方式,改善了无电压传感器间接控制方式下的APF运行单位功率因数和动态响应能力。与传统控制策略相比,所提出的控制策略有效简化了系统结构,兼顾了系统经济效益与技术性能。最后通过10 kW单相桥式APF原理样机试验,验证了所提出控制策略的正确性和有效性。