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.

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。

应用于高压直流换流站的混合型有源滤波器工程设计方案的研究

目前,几乎所有的LCC直流换流站滤波器均采用无源型式,但存在谐振风险、调谐点偏移等技术固有问题;有源滤波器具有快速动态补偿无功及谐波电流的能力,但极少应用于高压直流输电系统。本文针对混合型有源滤波器应用于高压直流换流站的工程实施方案,从电气主接线、设备选型等方面展开了介绍,并提出了技术经济性较优的布置方案。

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。

混合型有源电力滤波器与并联电容器组联合补偿技术研究

对于大容量谐波与无功功率补偿,提出了采用混合型有源电力滤波器以及混合型滤波器与电容器组或无源滤波器并联补偿的方式,分析了并联运行时混合型滤波器与电容器组或无源滤波器之间相互配合进行谐波补偿的问题,提出了采用负载与系统电流检测适当结合的方式以改善谐波补偿效果的方法。计算机仿真结果验证了理论分析的正确性。最后,给出了混合型滤波器的挂网运行结果,表明了所提方法的正确性与实用性。

基于递推积分PI的混合型有源电力滤波器电流控制

在采用混合型有源电力滤波器消除谐波时,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,针对被控量是以20ms为周期的电流,文中提出了应用于混合型有源滤波器的递推积分PI控制算法,并且引入了参考电流模糊加权前馈控制。该控制方法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、容易工程实现的特点,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。

混合型并联有源滤波器的稳定性

基于混合型并联有源滤波器的拓扑结构,在采用检测电网谐波电流控制策略时,该文重点研究了系统延时、电网电感和无源滤波器参数对系统稳定性的影响。考虑到谐波治理效果,有源滤波器的放大倍数K应越大越好,但系统中的延时环节、电网电感参数和无源滤波器参数限制了K的范围,决定了有源滤波器实际投入的最大容量。在上述理论分析的基础上,该文提出了一种K值在线自调整技术,使得不论是在轻微畸变状况下还是在严重畸变状况下,都能实现良好的谐波抑制效果,电网谐波畸变程度被控制到很小。

并联混合型有源滤波器的分频控制方法研究

混合型有源滤波器(HAPF)由于结构与单独使用的有源滤波器(APF)存在一定的差异,因此普通APF的控制算法在HAPF上并不一定适用。该文由常用的并联型HAPF的结构特点分析出发,从容量和幅频特性2个方面探讨HAPF控制中进行有效分频的必要性,根据HAPF对控制方法的要求,文章提出一种基于广义积分的模糊自整定PI控制方法,即通过广义积分实施对周期量的分频积分,同时由模糊算法进行比例和积分系数的在线调整,从而有效实现对HAPF的分频控制。仿真实验表明,该控制方法实现相对简单,计算量较小,在响应时间和控制精度上都具有一定优势,能够满足高压、大容量的混合型有源滤波系统的要求。

一种基波串联谐振式混合型有源滤波器(英文)

提出一种基波串联谐振式混合型有源滤波器,利用大容量无源滤波器实现谐波抑制和无功补偿;采用有源滤波器改善系统滤波效果并阻尼无源滤波器与系统阻抗之间的串、并联谐振。在介绍该混合型有源滤波器的拓扑结构和主要特点的基础上,分析基于检测电网电流控制策略时的工作原理;研究谐波参考信号的产生及其跟踪控制算法;讨论基于DSP的数字化控制器实现问题。相关实验结果及工程应用效果均证明该基波串联谐振式混合型有源滤波器对于同时进行谐波抑制和无功补偿的可行性。

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。

混合型并联有源滤波器的设计及工程应用

为满足高压、大容量谐波抑制和无功补偿的工程要求,提出一种混合型并联有源滤波器。详细介绍了系统各个组成部分的设计方法及工程应用中的具体注意事项。实际应用效果表明,该混合型并联有源滤波器有着良好的性价比,具有广阔的推广应用前景。

串联混合型有源电力滤波器的无源滤波器简化设计

串联混合型有源电力滤波器由于成本低、滤波效果好,降低了谐振发生的可能性而受到广泛的关注。目前国际上研究的串联混合型有源电力滤波器主要有4种：并联无源和串联有源的组合系统,基于正弦电流控制的串联型有源滤波器,基于基波磁通补偿的有源滤波器和一种新型串联混合型有源电力滤波器。该文首先综述这4种串联型有源滤波器的特点,给出其谐波阻抗的区别。根据各自谐波阻抗的特点,特别是基于基波磁通补偿的有源电力滤波器和一种新型串联混合型有源电力滤波器的谐波阻抗非常大的特点,得出其中无源滤波器可以简化设计的结论,提出3种典型的简化设计方案,给出这3种无源滤波器简化设计方案的具体应用场合。该无源滤波器简化设计方案可以减少成本,大大降低系统设计的复杂性。采用2种典型谐波源的实验结果证明这3种无源滤波器简化设计的合理性。

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。

混合型有源电力滤波器的改进解耦型分频控制

为提高企业配电网电能质量,研究了一种混合型有源滤波器的控制方法。针对一般模糊广义积分控制器对谐波调节的交叉耦合现象,提出了一种改进解耦型模糊分频控制方法,有效结合模糊控制与分频控制的优点来真正实现对各次谐波的模糊PI控制。最后通过仿真和实验验证了所提方法的正确性,并提高了装置的鲁棒性。

串联混合型有源电力滤波器对三相负载谐波源补偿特性的研究

在分析几种常用负载谐波源特性的基础上,推导出了在谐波环境下三相通用负载、星形和三角形联结负载谐波源的阻抗计算公式、序阻抗和序导纳矩阵。建立了串联混合型有源电力滤波器模型,并研究了该滤波器对星形联结和三角形联结负载谐波源的补偿特性。串联混合型有源电力滤波器适合补偿星形联结和三角形联结负载谐波源,也适合补偿电容性和电感性谐波源。实验结果验证了该结论的正确性。

一种新型混合型有源滤波器的模糊PI控制

针对有源电力滤波器(ActivePowerFilter,简称APF)存在的不足;提出了一种新型混合有源电力滤波器(BybridActivePowerFilter,简称HAPF)结构;分析了HAPF的滤波原理。在控制算法上,提出了基于模糊控制算法的PI控制器,避免了传统控制原理中系统滤波能力与稳定性之间的矛盾,不仅系统响应迅速,而且保证了系统的控制精度,易于实现,仿真结果说明了新控制方法的有效性。

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。

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。