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。

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。

采用模型参考自适应控制策略的单独注入式有源电力滤波器控制方法

为降低滤波系统和电网的参数变化对单独注入式有源电力滤波器(hybrid active power filter with single injection branch,SIBAPF)滤波性能的影响,提出了SIBAPF的模型参考自适应控制策略。建立了SIBAPF数学模型,并根据该模型建立了滤波系统参数自适应律。仿真结果表明,模型参考自适应控制方法较非线性PI控制方法滤波控制效果更好。基于该方法研制了SIBAPF试验样机,该样机投运后滤波效果良好,满足系统运行要求。

单独注入式有源电力滤波器的整体优化设计

针对有源滤波器造价较高,难以得到广泛应用的情况,在较为全面地考虑了单独注入式有源电力滤波器(HAPF)中无源部分和有源部分的容量匹配、滤波效果、无功补偿等因素基础上,通过基于模糊理论的多目标优化设计方法,降低了有源谐波补偿系统的投资,达到HAPF参数优化的效果。实例设计表明:与根据经验设计的参数相比,经优化设计的参数降低了HAPF系统的投资,提高了性价比,对系统工程应用有一定参考借鉴价值。

大功率单独注入式有源电力滤波器系统工程实现

针对江西某厂110 kV变电站10 kV配电网谐波治理工程的实际需求,提出在该厂已配置有无源滤波器的基础上采用大功率单独注入式有源电力滤波器(HAPFSIC)的补偿方案,该方案包含了HAPFSIC装置和信息管理2个子系统。HAPFSIC装置通过准确检测和实时控制较好地消除电网谐波,信息管理系统则主要实现对电网电压、电流和HAPFSIC装置工作状态进行记录、分析和显示的功能。分别介绍了HAPFSIC装置在工程应用过程中的各组成部分,并对现场实际应用进行了分析。该有源滤波装置已在江西某厂成功投运,不但将该厂的平均功率因数由投运前的0.78左右提高到0.94以上,而且使电网电流谐波总畸变率从28.5%降为4.9%,有效降低了电网中的谐波含量,为企业的安全稳定生产提供了良好的保障。

单独注入式有源电力滤波器的控制分析

根据某厂谐波治理工程对谐波抑制及无功功率补偿的要求,提出采用大功率单独注入式有源电力滤波器方案,分析了其拓扑结构和特点,建立控制系统方程,并从稳态控制和动态控制对其进行稳定控制机理研究,比较了根据滤波支路谐波电流、电源谐波电流、负载谐波电流、负载谐波电压进行控制的4种动态控制策略。对工况复杂、谐波电流变化较大的应用场合,最终选择根据负载谐波电流来控制逆变器输出电压的有源电力滤波器控制策略,并通过实验验证了其较好的滤波效果。

注入式有源电力滤波器直流侧电压的剖析

针对现在有源电力滤波器应用要求,提出了一种新型的注入式混合有源电力滤波器拓扑结构,这种新型有源电力滤波器能补偿一定的无功,注入电路采用基波谐振的方法大大降低了有源滤波器的容量,使其适用于高压系统中。在分析系统的滤波原理的基础上建立了系统的数学模型。在考虑系统参数的选择上,分析了系统的动态过程,建立了电网电压与有源滤波器直流侧电压微分方程的关系。通过仿真实验验证了系统模型与参数选择的有效性。

新型注入式有源电力滤波器的研究

为解决注入式有源滤波器直流侧电能供应问题,提出一种新型注入式有源电力滤波器(APF),利用太阳能光伏发电系统给直流侧提供能量。有源滤波器的直流补偿电能来自太阳能光伏发电系统,这样不仅解决了有源滤波器的能量来源问题,且在绿色环保节能的前提下提高了电网的电能质量。采用基于坐标变换的离散傅里叶滑窗迭代谐波电流检测算法和滞环控制算法,利用Matlab进行仿真。采用TMS320F2812对主电路进行了设计,并通过实验对其性能进行了验证,结果证明该滤波器能有效补偿电流谐波。

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.

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。

混合注入式有源电力滤波器的原理和结构分析

针对目前无源滤波器的缺点,采用一种适应高压大容量环境、兼顾谐波治理和无功补偿、投资成本较小的新型APF混合方案--大功率并联混合注入式有源电力滤波器HSHIAPF(High-capacity shunt Hybrid Injection Type Active power Filter),并着重研究HSHIAPF的结构与原理。

大功率注入式有源电力滤波器的理论研究及工程应用

电力行业开展改革工作主要目的就是提高电力行业生产质量与效率,为人们提供更加稳定安全的电能。伴随着各种电子设备开始逐渐在电网张应用,在为电能转变及应用带来便捷的同时,还对电能质量造成了严重影响。

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。

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。

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。

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。

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。