基于RTDS的注入式混合型有源滤波器分析

以某变电站35 kV母线的谐波抑制和无功补偿项目为背景,首先介绍注入式混合型有源滤波器(hybrid active power filter with injection circuit,HAPFIC)的工作原理及控制策略,分析了HAPFIC有源部分从电网获取能量的原理,提出了利用电压平方作为控制量的新型直流侧电压闭环控制方法;然后描述了HAPFIC装置的RTDS闭环仿真试验,分析了建模过程中遇到的难点及其解决办法;最后利用RTDS对装置的控制策略、保护策略等进行了验证,目前该装置已在现场稳定运行。

注入式混合型有源滤波器的复合型滞环控制方法研究

以注入式混合型有源滤波器为例,通过对其建立数学模型,结合传统滞环控制算法响应速度快和双谐振积分控制算法无稳态误差的优点,提出了一种复合型滞环控制作为注入式混合型有源滤波器的电流跟踪控制算法。引入双谐振积分控制算法,作为一种等效控制来改变滞环控制的控制律。通过环宽的设置,决定了等效控制的投入条件,使得系统在电流跟踪误差较大时滞环控制占主导,误差减小速度较快,在误差减小到一定范围内时双谐振积分控制占主导,实现稳态无差。从跟踪速度、控制精度和高频毛刺含量3方面对新的复合型滞环控制算法与传统滞环控制算法以及单一的双谐振积分控制算法进行仿真比较,结果证明,所提方法动态、稳态性能好,易于抑制逆变器高频开关毛刺。

注入式混合型有源滤波器的电流跟踪控制(英文)

以注入式混合型有源滤波器为例,通过对其建立数学模型,提出了一种递推PI控制作为该混合型有源滤波器的电流跟踪控制算法。为有效解决递推PI控制在稳态性能、动态性能方面存在的矛盾,采用了模糊自调整机构。模糊自调整机构根据实际发出的补偿谐波电流与期望发出的补偿谐波电流之间的误差的大小以及变化趋势等特征,通过模糊推理作出相应决策,在线调整递推PI控制算法的比例系数、积分系数,从而使得系统同时具有较好的稳态、动态性能和自适应能力。相关的稳态、动态实验结果均证明了该电流跟踪控制算法的可行性和有效性。

注入式混合型有源滤波器的参数设计及工程应用

研制出一种注入式混合型有源滤波器,重点介绍了各组成部分的设计方法以及工程应用中的注意事项。无源滤波器包括单调谐滤波器和注入式滤波器,可按投资费用最小的方法设计,具体参数设计包括电容器、电抗器的容量和数值,最佳品质因数。耦合变压器的设计包括电压、电流、容量、联接组、变比等。输出滤波器调谐频率确定后,不能简单按照投资费用最小法设计电容和电感,而需要考虑整个系统的阻抗。有源滤波器的设计主要包括大功率逆变器的实现和直流侧电容的选取。控制器采用双DSP的数字化控制方案,其中TMS320F240主要实现与外电路的联系,TMS320C32专门用于实现大量复杂数据的计算。实际工程应用效果表明,投入注入式混合型有源滤波器后,电网电流波形由畸变波形改善为接近正弦波,电流中的谐波分量大幅减少。

谐振注入式混合型有源滤波器的仿真研究

提出了一种适用于中高压系统的并联谐振注入式混合型有源滤波器,给出了拓扑结构。对注入支路的参数进行设计和分析;建立并联谐振注入式混合型有源电力滤波器的简化电气模型,提出了两种控制策略,在MATLAB仿真平台上,利用谐波抑制函数分析研究了不同基本控制策略下电网及系统各个参数波动对装置的谐波补偿特性的影响;给出了该结构的无功补偿特性,解决了传统注入式混合有源电力滤波器存在谐波注入能力与无功容易过补互相矛盾的问题。对并联谐振注入式混合型有源电力滤波器作了仿真实验,结果验证了理论分析的正确性,谐波和无功都得到很好的抑制。

注入式混合型有源滤波器的参数设计及仿真研究

在配电网高压、大容量的谐波治理的背景下,提出了采用注入式混合有源电力滤波器的谐波治理方案。重点介绍了各个组成部分的设计方法。无源滤波器包括单调谐滤波器和注入滤波器,根据投资成本最小的方法设计。有源部分与基波谐振电路并联来减小有源部分容量;无源部分还可以提供很大的无功补偿容量,而且不影响有源部分的容量。仿真结果表明提出的混合有源滤波器的可行性。

新型注入式并联混合型有源电力滤波器

为了满足大型变电站谐波抑制和大功率无功补偿的要求,提出了一种新颖的并联注入混合有源电力滤波器,在补偿大功率无功功率的同时,降低了有源电力滤波器的容量,减少了滤波装置的初期投资,也更适合于工程实践应用。详细介绍了这种滤波器的滤波原理,提出了基于自适应预测算法的谐波检测方法,提高了谐波检测精度,采用基于广义积分迭代算法的三重离散滑模变结构的混合型有源滤波器控制策略。220kV变电站挂网运行的工程应用结果表明这种新型注入式混合有源电力滤波器可靠性较高,可获得良好的滤波效果。

注入式混合型有源电力滤波器的控制算法

有源滤波器能否按其工作原理实现预期的谐波抑制效果,在很大程度上还依赖于电流跟踪控制算法的优劣。该文以一种新型注入式混合有源滤波器为例,结合传统滞环控制算法响应速度快和比例谐振积分控制算法无稳态误差的优点,提出采用复合型控制作为该混合有源滤波器的电流跟踪控制算法。通过相关的仿真、实验结果,从跟踪速度、控制精度、开关谐波含量和开关器件损耗4个方面,将复合型控制算法与传统滞环控制算法及单一的比例谐振积分控制算法进行比较研究。相关分析方法和所得结论可为其他类型的混合有源滤波器的电流跟踪控制算法研究提供借鉴。

注入式混合型有源电力滤波器双闭环控制

在分析注入式混合型有源电力滤波器基本工作原理的基础上,建立其数学模型,并以此为基础分析了逆变器基波环流的产生及危害。为消除逆变器输出中的基波成分,确保系统的安全稳定运行,提出了一种注入式HAPF的注入电流和逆变器输出电流双闭环控制策略。注入电流控制外环实现注入电流完全跟踪负载谐波电流,保证系统的精度;逆变器输出电流控制内环对输出电流进行限制,抑制系统的谐振,加入阻尼,保证逆变器的安全可靠运行。仿真及实验结果验证了本文所述控制策略在谐波控制精度及系统安全可靠性方面的优势。

注入式混合型有源电力滤波器的参数优化设计及其工程应用

分析了注入式混合型有源电力滤波器(injection type hybrid active power filter,IHAPF)的结构和工作原理,着重讨论了其主电路的参数优化设计;提出了一种无源滤波器的设计方法,既满足谐波治理要求又可确保装置的可靠运行;提出了基于粒子群算法的注入支路参数优化设计方法,在确保IHAPF谐波抑制能力的同时降低了电网谐波电压对装置可靠性的影响。针对某企业整流装置导致无功不足和谐波污染的实际工况,研制了一套IHAPF,仿真分析和工程应用表明,该IHAPF可以有效地进行谐波治理和无功补偿,满足了该企业的要求。

串联谐振注入式混合型有源电力滤波器及滤波特性分析

以工程应用为背景,结合注入式有源电力滤波设备在实际应用中存在的问题,提出了一种适用于中高压电力系统的串联谐振注入式混合型有源电力滤波器(SRIHAPF)的新型拓扑结构,该结构能够在电网电压畸变比较严重时仍然安全稳定工作,并通过基波谐振支路谐波分压和串联谐振支路谐波分流两个方面探讨了新型结构的优越性。在分析了SRIHAPF基本工作原理的基础上,对其主要工作特性进行了研究,包括谐波补偿特性、谐振抑制特性以及SRIHAPF系统稳定性。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。

注入式混合型有源电力滤波器能量倒灌及防治措施

能量倒灌严重的威胁着注入式混合型有源电力滤波器(injection type hybrid activepower filter,IHAPF)的安全运行,但是目前对这方面的研究很少。该文在分析注入式混合型有源电力滤波器的基础上着重探讨了能量倒灌的起因及危害,建立了能量倒灌的等效电路,得出基波谐振支路对谐波电压分压过大是造成能量倒灌的根本原因;并进一步提出了对电网谐波电流与接入点谐波电压复合控制以及注入支路的优化设计两种防治能量倒灌的方案,依此为某铜箔厂研制了注入式混合型有源电力滤波装置。仿真及现场运行状况验证了理论分析的正确性。

注入式混合型有源电力滤波器稳定性研究

在介绍注入式混合型有源电力滤波器的拓扑结构及控制策略的基础上,提出了该有源电力滤波器的数学模型,并利用该模型对系统的稳定性进行深入分析。从谐波抑制效果出发,有源电力滤波器放大倍数K的取值越大越好;但是系统中的延时环节、电网电感参数和无源电力滤波器参数均限制了K的取值范围,从而共同决定了有源电力滤波器实际能够投入的最大容量。分析表明:系统中的延时越小、无源电力滤波器及电网的电感参数越大,则最大放大倍数Kmax越大,谐波抑制效果越好;无源部分对Kmax影响有限。实验结果证明了理论分析的正确性。

一种新型谐振混合型有源电力滤波器

针对某些场合特定次谐波含量严重超标,研究了一种新型谐振混合型有源电力滤波器(RHAPF)。该拓扑通过并联谐振的高阻抗特点来降低有源部分的基波电流,极大地减少有源部分的容量,通过串联谐振低阻抗的特点来进行特定次谐波抑制,提高RHAPF的特定次谐波补偿性能。通过建立RHAPF的电气模型,分析了RHAPF在不同情况下的谐波补偿性能。通过建立系统的数学模型,采用基于前馈解耦的控制策略对系统进行了控制器的设计。仿真及实验验证了RHAPF拓扑结构及控制策略的可行性,该RHAPF特定次谐波补偿性能良好,能够减少有源部分容量,适用于大功率应用场合。

混合型有源电力滤波器双闭环控制

混合型有源滤波器(HAPF)是一种改善电能质量的装置,针对其无源器件容易造成直流侧电压难以控制以及系统谐振的问题,提出一种变流器输出电流和电感电压反馈的双闭环控制器。首先建立变流器输出电压和无源支路上电感电压的数学模型,但模型中存在大量耦合项,为了实现无静差控制,采用变量前馈的解耦方式消除耦合量。然后对系统控制进行设计,电感电压作为外环保证跟踪精度;选用变流器输出电流作为内环,加入系统有源阻尼,抑制系统谐振尖峰。最后仿真和实验结果表明,该控制策略提高了直流侧电压控制的动态响应速度和稳态精度,同时降低了谐振尖峰对系统稳定性的影响。

注入式混合型有源电力滤波器的研究

针对高压大功率场所对大容量谐波抑制与无功补偿的要求,提出了一种新型混合型大功率有源电力滤波器NHAPF的拓扑结构。对其控制策略和基本工作原理进行了分析,并对NHAPF的谐波抑制特性进行仿真验证。

串联谐振注入式混合型有源电力滤波器的综合设计及仿真

针对谐波对电网及工业企业造成的危害,有针对性的对谐波治理给出了综合性的设计方案,提出了串联谐振注入式混合型有源电力滤波器的综合设计,专门对低压侧负载谐波治理进行了科学的设计,对基波串联谐振及LC滤波参数进行了全面论证考虑,最后给出了仿真应用电路图,仿真结果表明该方案的科学性、可行性,对谐波治理有良好的借鉴意义。

DC/DC变换器混合型有源EMI滤波器技术研究

DC/DC变换器高频化、大功率的发展使得功率开关电流和电压变化速率很大,从而导致供电系统电磁干扰愈发严重,这对EMI滤波器处理噪声的带宽和插入损耗提出了重大挑战.有源EMI滤波技术采用噪声补偿的方案,避免了大尺寸电感、电容等器件的应用,有效降低尺寸和重量.采用反馈型电流采样电流补偿(Feedback Current-Sense Current-Compensation,FB-CSCC)的技术方案,研制了一款混合型有源EMI滤波器(Hybrid-Active EMI Filter,H-AEF).与无源EMI滤波器(Passive EMI Filter,PEF)相比,在较高插入损耗的同时体积减小3倍;相比文献8中有源EMI滤波器系统增益提升了40%,相位余量提升11%;相比同增益下的传统有源EMI滤波器系统拓扑相位余量提升了7倍;200kHz下共模插入损耗达到44.7dB;并且与28V母线电压DC/DC变换器匹配测试,传导噪声CE102满足标准要求.

注入式混合有源电力滤波器的数学模型及其特性

在分析注入式混合有源电力滤波器(injection typehybrid active power filter,IHAPF)工作原理的基础上,从控制的角度提出电压型逆变器的数学模型,在此基础上建立IHAPF的数学模型,对其稳定性和谐波抑制能力进行分析,着重探讨控制器参数对IHAPF稳定性和谐波抑制能力的影响,并提出控制器参数选择方法。仿真和实验结果证明了分析的正确性。

新型注入式混合有源滤波器的研究

提出了一种新型混合有源滤波器的拓扑结构。其基本思想是根据分流原理,对有源部分进行适当控制来等效增大系统支路的谐波阻抗,提高无源滤波器的滤波效果;将有源部分与基波谐振电路并联来减小有源部分容量,同时将基波谐振电路作为一组单调谐无源滤波器的部分和其他无源滤波器组一起构成分流支路;无源部分还可以提供很大无功补偿容量,而且不影响有源部分的容量。仿真和实验结果证明了所提出的混合有源滤波器的可行性和正确性。