新型谐振型混合有源电力滤波器及其在中高压变电站中的应用

分析了几种典型混合有源滤波器的优缺点和适用范围,在此基础上提出了新型谐振型混合有源电力滤波器(ResonantTypeHybridActivePowerFilter,RTHAPF),其有源部分先通过耦合变压器与基波串联谐振电路并联,再与无源部分串联,从而使得APF不承受基波电压,这样的拓扑结构使得RTHAPF兼具较大容量的无功静补能力和较小的逆变器容量。文中介绍了该滤波器的结构特点和滤波原理,并通过现场运行情况验证了该装置的可行性。

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。

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。

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。

双谐振混合型有源电力滤波器特性研究

研究了一种新型的双谐振混合型有源电力滤波器的拓扑结构,该结构适用于35kV及以上的高压系统。首先分析了双谐振混合型有源电力滤波器对谐波和无功补偿的基本工作原理,对双谐振支路的参数进行设计和分析;利用谐波抑制函数对双谐振混合型有源电力滤波器的谐波补偿特性在频域进行分析,得到系统各种参数的谐波补偿幅频特性;对系统的稳定性进行了分析,劳斯判据的结果表明系统具有很好的稳定性。对双谐振混合型有源电力滤波器作了仿真,结果验证了理论分析的正确性。

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)。

基于双调谐结构的有源调谐型混合滤波器研究

针对无源滤波器滤波效果不确定、滤波器与电网阻抗间可能会出现谐振等固有问题,提出一种基于双调谐结构的有源调谐型混合滤波器(ATHPF)。该滤波器在结构上将有源滤波器与双调谐滤波器有机结合到一起;在控制策略上,采取用有源滤波器对无源滤波器进行连续自动调谐的控制策略。在建立系统等值电路和数学模型基础上,明确了双调谐滤波器参数摄动对无源滤波器的滤波效果影响,进一步分析了该混合滤波器基本滤波机理,并通过搭建实验平台进行验证。结果表明,该混合滤波器具有良好的滤波效果。

谐振阻抗混合型有源电力滤波器的建模与补偿特性分析

针对谐振阻抗混合型有源电力滤波器的结构特点,建立了谐振阻抗混合型有源电力滤波器的数学模型。在该数学模型基础上,分析了基于检测电网侧谐波电流和负载侧谐波电流的复合控制策略下电流放大倍数变化、电网阻抗变化、无源滤波器失谐和基波串联谐振电路失谐对有源电力滤波器滤波特性的影响。仿真结果表明,该混合型有源电力滤波器具有良好的滤波特性,所得结果可为实际应用提供有效的参考。

双谐振注入混合型有源电力滤波器特性

在分析双谐振注入混合型有源电力滤波器(Double Resonance Injection Hybrid Active Power Filter,DIHAPF)结构和工作原理的基础上,建立了DIHAPF的系统控制模型及包括控制器的电压型逆变器的数学模型。从无功功率静态补偿能力和谐波分压特性两方面分析了DIHAPF注入支路特性,同时研究了DIHAPF的系统稳定性和谐波补偿特性,着重探讨了并联谐振支路谐振频率对系统性能的影响,提出了注入支路谐振频率设计方法。将非线性负载等效为谐波电流源,在PSIM6.0软件平台搭建DIHAPF模型进行仿真验证,并通过6 k V实验样机进行了实验研究。仿真和实验结果证明了理论分析的正确性。

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。

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。

新型串联混合有源电力滤波器控制技术的研究

将串联型电力有源滤波器(APF)自身控制的稳定性与供电系统运行的稳定性分别加以研究,并对影响传统串联有源滤波器(SAPF)和传统串联混合有源滤波器(SHAPF)滤波性能的基本因数进行深入分析,以此为基础,提出一种新的超前补偿控制策略,使得 SAPF或者SHAPF的滤波性能得到极大的提高,有效减少了有源部分的容量。10kVA的样机实验证实了控制的可行性。

谐振阻抗型混合有源滤波器的原理及其补偿特性

针对变电站在谐波治理的同时需要具备一定的无功静补能力的特点和要求,在分析传统谐波治理方法特点和不足的基础上,提出一种新型拓扑结构——谐振阻抗型混合有源滤波器(resonant impedance type hybrid active power filter,RITHAF)。在对RITHAF基本工作原理进行分析的基础上,深入研究其控制为电压源和电流源的不同策略,指出将RITHAF控制为电流源时具有更加优良的性能。为对RITHAF性能进行分析,定义谐波源谐波抑制函数和电网谐波抑制函数,并以此为指标研究电网阻抗变化、无源滤波器失谐对RITHAF补偿特性的影响。仿真及实验结果表明,RITHAF具有良好的谐波治理和无功补偿能力,适用于中高压系统的应用。

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。

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。

C型混合有源电力滤波器

该文提出一种新型混合有源电力滤波器结构,它将 C型无源滤波器和电压源型有源滤波器结合起来,其中有源滤波器不承受基波电压,不负担基波电流且只通过部分谐波电流,输出变压器变比可以小于 1,有源滤波器的直流侧电压与系统电压之比较低。在该文给出的复合控制方式下,该混合有源滤波器可以完全补偿指定的若干次负载谐波电流,同时对其他各次谐波电流有部分补偿作用。仿真和实验结果表明该方法中的有源滤波器具有装置容量小,输出电压波形控制简单,滤波效果好,容易实现的优点,适合于高电压大电流场合的谐波治理。

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。

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。

用于并联型有源电力滤波器的谐振调节器选择性特性比较分析

为减小运算量,并联型有源电力滤波器的电流指令可以通过负载电流减去其中的基波成分获得。但该方法生成的指令包含各次谐波成分,为混合谐波指令。此时,为实现选择谐波补偿功能,电流环调节器需具有良好的选择性特性。该文以选择性特性为重要指标,详细比较分析比例谐振调节器和矢量谐振调节器的调节特性。文章从原理推导、电流调节性能、以及对系统稳定性的影响3个方面对两种谐振调节器进行对比研究。通过研究发现,比例谐振调节器未考虑被控对象影响,选择性特性较差,适用于电流指令已精确生成的场合;而矢量谐振调节器充分考虑了被控对象影响,具有良好的选择性特性,适合上述拥有混合谐波指令、又要求实现选择谐波补偿功能的场合。最后,通过一台10 kVA实验样机对上述结论进行详细验证。