一种新型混合型大功率有源电力滤波器电流控制方法

在采用混合型大功率有源电力滤波器消除凿波时，由于滤波器的检测精度、指令电流计算延时和输出滤波器的相移等因数的影响，滤波效果不够理想，针对这一问题，笔者提出了应用于混合型大功率有源滤波器的模糊递推积分PI控制算法。该方法能有效地提高系统的目标跟随特性、抗干扰性和鲁棒性，并且具有计算量小、工程容易实现的特点。实验结果证明了所提出的控制方法的可行性。所提出的模糊递推积分PI控制算法还可以对周期性的被控量实现无静差控制，如交流电机的闭环控制。

大功率并联混合型有源电力滤波器的研制

针对大型供、配电站需要在滤除谐波的同时进行无功功率补偿的工程要求,改进了目前常用的并联混合型有源电力滤波器的拓扑结构,提出一种新颖的谐波注入式电路,进一步减小了有源滤波部分的容量,达到了工程应用的目的。详细介绍了该系统的滤波原理、控制器结构和大功率逆变器的实现。该装置已在 220KV 变电站挂网试运行,运行结果表明该装置滤波效果较好、可靠性高。而且这种 HAPF 的性能价格比较高,因而具有良好的工程推广应用价值。

大功率混合型有源电力滤波器(一)——理论

根据电力系统对大容量谐波抑制与无功补偿的要求,对大功率混合型有源电力滤波器(HHAPF)基本工作原理进行了分析。在此基础上针对信号处理过程中存在的系统延时问题,提出了基于预测机制的谐波快速分频检测方法,极大地降低了系统延时对HHAPF补偿特性及系统稳定性的影响。同时提出了一种基于广义积分的复合控制方法,该方法可有效消除电网谐波电压对HHAPF性能的影响,还可以实现快速无差控制。实验结果验证了所述控制方法的优越性。

大功率混合型有源电力滤波器(二)——装置研制

对新型有源电力滤波器有源和无源部分的参数设计进行了研究,形成了一套混合型大容量有源滤波器的参数设计方法。同时结合某铜箔厂大型整流装置谐波抑制和无功补偿的工程实例,从项目成本和治理效果两方面具体分析了HHAPF的应用优势,并详细介绍了装置的软硬件构成。该套设计方法对其他HAPF的研究与应用还可起到一定的指导和借鉴作用。

大功率并联混合型有源滤波器的综合设计与工程应用

针对高压大容量系统谐波抑制与无功补偿综合治理的需要,从有源滤波器的最佳滤波效果和最小经济成本两个角度考虑,并从主要组成部分的参数设计、主要设备的选取与布线、系统的工程实现等方面对采用注入式结构的并联混合型有源滤波器进行了研究,形成了一整套大功率并联混合型有源滤波器的设计方法,并在某冶炼厂220kV变电站谐波治理工程中得以应用,体现出良好的滤波效果和优异的性价比。该系统的参数设计方法与工程实现经验还可以用于其它有源滤波系统的研究与应用。

大功率并联混合型有源滤波器的参数设计与应用研究

综合高电压、大容量谐波抑制兼无功补偿综合治理的需要,从有源滤波器的最佳滤波效果和最小经济成本两个角度考虑,并从主要组成部分的参数设计、主要设备的选取与布线、系统的工程实现等方面对采用注入式结构的并联混合型有源滤波器进行了研究,形成了一整套大功率并联混合型有源滤波器的设计方法,并在某冶炼厂220kV变电站谐波治理工程中得以应用,体现出良好的滤波效果和优异的性价比。该系统的参数设计方法与工程实现经验还可以用于其它有源滤波系统的研究与应用。

大功率低成本新型混合型有源滤波器设计

提出一种大功率低成本新型混合型有源滤波器(APF),其有源部分的逆变器采用三相4开关结构。分析了三相4开关逆变器的结构原理;采用输出建模法来建立新型混合型APF的电气模型,研究了新型混合型APF的滤波原理,从理论上证明了该滤波装置具有良好的滤波性能;采用基于三相瞬时无功功率理论的ip-iq法获取指令电流,利用改进的三角波比较法得到脉宽调制(PWM)控制信号。将基于三相4开关逆变器的新型混合型APF与基于传统三相6开关逆变器的新型混合型APF进行仿真实验比较,结果表明,所提出的滤波装置具有良好的谐波抑制和无功补偿性能,并且与传统的三相6开关逆变器滤波装置具有相同的谐波抑制和无功补偿结果。基于三相4开关逆变器的新型混合型APF不仅成本低、功耗低,而且适用于中高压大功率系统,可同时实现谐波抑制和无功补偿。

大功率低成本新型混合型有源滤波器的电流检测方法

提出一种逆变器采用三相四开关结构的大功率新型混合型有源滤波器,这种结构的滤波器适用于中高压系统的无功补偿和谐波抑制。给出了系统的拓扑结构,对三相四开关逆变器的结构原理进行了分析。提出了一种单相电流的谐波检测方法和基于能量平衡的直流侧电流的检测方法,这种检测方法计算时间显著减少,系统只需检测两相电流和控制四个开关元件。将基于三相四开关逆变器的新型混合型APF进行仿真实验,仿真结果表明,提出的滤波装置具有良好的谐波波抑制和无功补偿性能,直流侧电压平衡稳定,而且大大降低了整个装置的成本和功耗。

变电站谐波抑制与无功补偿的大功率混合型电力滤波器(英文)

阐述了一种用于高电压变电站谐波抑制与无功补偿的大功率混合型电力滤波器。该系统包括无源滤波器和有源滤波器两部分,其中有源电力滤波器能同时补偿大容量变电站的功率因素和电流谐波。文章提出了大功率混合型电力滤波器的一种配置,讨论了其工作原理,给出了无源滤波器的设计和有源滤波器的谐波电流注入分析。阐述了有源滤波器中基于DSP的数字控制器。最后,仿真结果和实际工程应用都证明这个系统有着良好的无功补偿和谐波滤波性能。

大功率混合有源电力滤波器的智能控制策略

针对传统PI控制器的比例和积分控制参数是否取得最佳值能够对滤波器滤波性能产生较大的影响,提出了一种基于智能神经网络误差补偿(INNEC)及自适应模糊PI参数整定的大功率混合有源电力滤波器智能控制方法。其中,建立了新的模糊规则并利用模糊推理对PI控制器的比例系数、积分系数进行在线修改,实现PI参数的最佳调整;在经模糊整定后的PI控制器前串接一个智能神经网络误差补偿器来有效补偿负载谐波电流与逆变器实际输出电流之间的误差。仿真和实验结果验证了该控制方法的可行性和有效性,与传统PI控制方法比较,能有效提高系统的目标跟踪能力,滤波性能更好。

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。

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.

采用多重化主电路实现的大功率有源电力滤波器

为解决大容量有源电力滤波器容量和开关频率之间的矛盾 ,介绍了一种采用多重化主电路实现的大容量有源电力滤波器 ,并给出了系统的主电路结构和控制方法。实验表明 ,该系统能有效地解决有源电力滤波器容量与开关频率的矛盾 。

多重化大功率有源电力滤波器的控制系统研究

分析讨论了多模块化PWM变流器实现的多重化大功率有源电力滤波器的结构、原理以及对控制系统的要求,根据其特点设计了基于双DSP的数模混合控制系统,给出了控制系统硬件结构以及软件实现,采用软件锁相和硬件锁相相结合的方式有效地解决了同步问题,并针对有源滤波器应用中的一些具体问题给出了软件解决方案。最后给出了采用该控制方案的二重化有源电力滤波器的实验结果。实验结果表明,基于该控制系统的有源电力滤波器具有很好的补偿效果。

大功率有源电力滤波器研究

分析讨论了多重化大功率有源电力滤波器(APF)的基本结构及控制方法,设计了便于容量扩展的基于双DSP的数模混合控制系统。最后给出了采用该控制方案的二重化APF的实验结果。实验表明,基于该控制系统的APF具有很好的补偿效果。

大功率低纹波稳定电源用直流有源滤波器

介绍了一种高精度、低纹波稳定电源用直流有源滤波器的工作原理和控制方法 ,在此基础上研制了实验装置。实验结果表明 ,由无源滤波器和有源滤波器构成的混合型滤波器能大大降低稳定电源的电流纹波和提高电源的稳定性。一台实际的工业装置测试表明 ,其纹波能达到 10ppm。

针对大功率非线性负载的有源滤波器

采用现有有源滤波器对大功率非线性负载进行谐波滤除时 ,要求逆变器同时具有很大的容量和较高的开关频率 ,这必然增加逆变器的技术难度和成本 ,限制了有源滤波器在大功率场合的应用 .作者针对这一问题提出一种新型并联混合型有源滤波器 ,根据非线性负载产生的主要谐波分量设计逆变器以减小逆变器电流容量 ,同时逆变器输出电压频率较低 ,逆变器开关频率可相应降低 .逆变器与无源滤波器电感并联 ,当逆变器发生故障时 ,无源滤波器仍能正常工作 .由于并联滤波电感的分流作用 ,逆变器电流减小 .此外 ,还提出一种以ip iq 法为基础的单次谐波电流检测方法 .Matlab仿真结果表明 ,并联混合型有源滤波器滤波效果与现有并联混合型有源滤波器的滤波效果接近 ,但其中逆变器电流减少 5 0 % .

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。

大功率有源滤波器主从式结构方案研究

针对大功率有源滤波器的研究成果,提出了一种实现大容量有源滤波器的主从式结构方案,并设计了与之相适应的控制方案。为了避免两个变换器直流侧之间的耦合作用,两个变换器的直流侧相互独立。辅助变换器采用常见的直流电压闭环控制,而主变换器能根据负载无功功率的要求自动调节并采用斩波控制以保持两个电容器之间的电压平衡。仿真和实验证明具有主从式结构的有源滤波器具有良好的补偿性能。