APF改进型指定次谐波电流补偿控制策略

有源电力滤波器(APF)是解决由非线性负载造成谐波污染的有效手段之一。基于多同步旋转坐标系的谐波提取策略,兼顾动态和稳态响应,提出一种改进型指定次谐波电流补偿控制策略。该控制策略通过对各次谐波电流进行比例积分(PI)闭环控制,以达到较好的稳态补偿效果;通过无差拍控制解决系统补偿的动态响应问题,实现了指定次谐波电流的补偿,同时保证了系统的动态性能和稳态精度。实验结果验证了所提改进型谐波电流补偿控制策略的有效性。

基于新型复合重复控制的SVG谐波电流补偿

静止无功发生器(SVG)自动补偿模式中,对于负载谐波电流的传统重复控制方案是:基波正负序d,q轴电流、谐波d,q轴电流合并在同一环路中施加复合重复控制,但输入信号带宽过大、控制参数耦合度太强,且对小于50 Hz的低频谐波无法有效补偿。针对上述问题,提出一种新型重复控制方案。基波与谐波环路分离独立控制,解除基波与谐波控制器的强耦合关系,增强控制参数的鲁棒性。引入变结构控制器与重复控制器相复合,利用变结构控制的多带宽增益补偿低频谐波,并提高系统暂态响应速度。实验系统测试表明,新方案较传统方案对低频谐波具有更好的补偿性,控制系统鲁棒性更强。

10kV链式高压SVG谐波电流补偿控制策略仿真分析

分析了10k V链式SVG的数学模型,指出传统重复控制采用固定PI控制参数存在高低次谐波增益不一致、响应慢的缺点。为改善暂态响应效果,提出一种新型SVG谐波电流补偿方案。将基波、谐波环路分离进行独立控制,减小谐波环路控制参数、基波环路控制参数的相互影响。同时,根据谐波电流指令与反馈值的误差动态调节P控制器参数,克服重复控制器的延时滞后性,获得较快的动态响应速度。通过搭建仿真模型验证了所提方案的有效性,较好地改善了电网电流谐波含量。

一种补偿谐波电流的无刷双馈电机转矩脉动抑制方法

针对无刷双馈电机存在较强转矩脉动的问题,根据旋转坐标系下电流与转矩之间的关系,明确了功率绕组电流中含有的谐波分量会导致电机运行时产生转矩脉动的结论,提出以谐波补偿电流的方式抵消电机运行时产生的谐波分量来抑制无刷双馈电动机转矩脉动,采取了功率绕组谐波电流瞬时检测方法与空间矢量滞环控制方法来满足系统对实时性和准确性的要求。该转矩脉动抑制方法能有效提高无刷双馈电机的机械特性和调速性能,对于降低无刷双馈电机绕组谐波含量提高整机效率提供了参考。最后以一台45 kW的绕线转子无刷双馈电机为例进行了验证,通过对谐波电流补偿法在电机异步、同步以及超同步运行状态下的仿真对比分析,结果表明该方法可有效抑制电机的谐波转矩脉动,提高电机运行性能。

改进型光伏并网系统谐波电流检测和补偿算法

大量分布式光伏并网使得电网谐波问题日益严峻,利用光伏逆变器来补偿电网中的谐波电流,可以极大地提高光伏并网系统的设备利用率。为此,推导了不平衡工况下FBD谐波电流检测原理,基于含二阶广义积分器的锁相环(SOGI-PLL)设计改进型FBD谐波电流检测算法,并基于此提出光伏并网系统谐波电流补偿措施。改进型FBD法可以更精确地提取基波正序电压相位,减小负序电压带来的测量误差,在保留传统FBD法直观简单、计算量小等特点的同时,兼具检测精度高、稳态性能好等优势。在MATLAB/Simulink环境下的仿真结果证明了改进谐波电流补偿算法可以有效改善光伏并网点的电能质量。

谐波电流分次补偿控制的等效性研究

谐波电流分次补偿控制是有源电力滤波器(APF)所必须具备的能力。针对谐波电流分次补偿控制方法中多重旋转积分器(MRI)方案、正弦信号积分器(SSI)方案以及矢量PI控制器(VPI)方案的基本控制原理,研究了MRI方案和SSI方案的等效关系。建立了旋转坐标系下控制器变换到α,β坐标系下的一般等效关系式,从理论上为SSI方案进行了补充。同时研究了VPI方案与MRI方案、SSI方案之间的等效关系,完整的建立了MRI方案、SSI方案以及VPI方案之间的关联。通过实验验证了MRI方案与SSI方案在加入时延补偿后可稳定控制高频谐波,解决了在谐波电流分次补偿控制方法中一直存在的争议,并验证了VPI方案控制性能上要优于加入时延补偿的MRI方案和SSI方案。

永磁同步电动机矢量控制系统中死区引起谐波电流的补偿方法

对于电压源逆变器(VSI)-永磁同步电动机(PMSM)调速系统,死区设置会使VSI实际输出电压发生畸变,降低PMSM矢量控制效果,需要进行合理补偿。在dq坐标系内采用交流方波等效法分析了死区引起的误差电压和谐波电流,考虑到PMSM变频调速时输出频率不固定,因而无法使用常规滤波器对i_(d)和i_(q)中谐波电流分量进行有效滤波,给出基于同步轴系滤波器(SFF)的死区谐波电流补偿方法,并仿真分析和验证该补偿方法的有效性。

静止无功发生器负序和谐波电流抑制研究

针对工业负荷运行时产生大量负序和谐波电流的情况,提出了一种可以补偿负序和谐波电流的静止无功发生器控制策略,该策略对正、负序电流分别采用dq轴电流解耦跟踪控制,对谐波电流采用比例谐振(PR)电流控制。最后通过实时数字仿真(RTDS)和动模试验验证了在实际工程中SVG控制器负序和谐波补偿算法的正确性。

有源滤波器中基于DSP的谐波电流检测方法研究

有源滤波器设计中,谐波电流的实时检测与分离是其中的关键。根据瞬时无功理论,提出基于DSP的谐波电流检测方法,实现了谐波电流和无功电流的实时、快速检测。

抑制微网中谐波电流的逆变器控制策略研究

基于无功瞬时理论提出了逆变器在孤岛模式和并网模式转换下对微电网内谐波电流进行补偿的控制方法。对于带有非线性负载的分布式电源,提出了一种基于dq坐标瞬时功率理论的谐波电流补偿算法,通过测得的微网内非线性负载谐波电流和逆变器额定功率输出,计算逆变器的参考电流,并采用滞环控制对逆变器进行控制;对只带有线性负载的分布式电源采用传统下垂控制方。介绍了在MATLAB/SIMULINK环境下进行的仿真分析。

带谐波补偿的T型三电平并网逆变器控制研究

为了提高光伏逆变器并网电流质量,鉴于有源滤波器的控制算法,提出了一种新型的带谐波补偿的T型三电平并网逆变器控制策略。首先,采用锁相环分析电网电压矢量相位角,并根据光伏阵列输出的功率计算光伏并网逆变器的基波输出电流。然后,通过自校正滤波器技术提取网侧负载谐波电流。最后,根据基波输出电流与负载谐波电流确定T型三电平光伏并网逆变器的开关导通序列。为验证该控制策略,搭建了基于Matlab/Simulink的仿真模型。仿真试验结果表明:该控制策略可有效改善网侧谐波电流,提高并网电流质量,在不增加设备的前提下实现光伏并网与有源滤波双重功能。该研究对于T型三电平逆变器在光伏并网及电能质量治理领域的推广应用具有重要价值。

基于广义滑动平均滤波的快速谐波电流提取法

多端口能量路由器不仅可以实现功率的灵活管理和控制,还可以实现无功和谐波电流的补偿,改善配网电能质量。谐波电流提取方法是实现谐波电流补偿的关键技术之一,传统滑动平均滤波器(MAF)需一个完整变换周期才能到达稳态,而且存在的冗余零点会影响动态响应时间。因此,此处提出了一种广义MAF(GMAF)方法,根据输入信号的频谱特性,重构梳状滤波器的算法结构。仿真和实验结果表明,所提GMAF方法在负载突变时有效减少了动态时间,且兼具快速性和准确性。

一种新型有源电力滤波器电流控制策略研究

针对现有有源电力滤波器结构较为复杂、谐波电流跟踪困难等问题,提出了一种新型有源电力滤波器电流控制策略。该控制策略不需要进行负载电流测量与谐波检测,而是直接在电网侧提取电网电流,并将比例积分与矢量比例积分控制器结合使用以对电网电流进行控制,从而实现谐波补偿。仿真结果证明了该策略的正确性与有效性。

基于无锁相环的电气化铁道功率平衡装置电流检测方法的研究

针对平衡变压器供电方式下,高速电气化铁道谐波、负序电流引起的电压畸变,指令电流检测过程复杂、延时较长,结果含有误差的缺点,提出了一种无需锁相环电路快速准确地提取指令电流的方法。该方法通过简单的数乘运算提取基波电压,运用同步检测法来准确地检测出指令电流信号的方法,使两供电臂功率平衡,电流对称且与供电臂基波电压同相位,消除无功、谐波及负序电流对三相电力系统的影响。相比传统的带锁相环,基于鉴相原理和瞬时无功功率理论的检测方法,该方法更加简便易行,运算速度更快,且不受电网畸变条件的影响。通过仿真分析,验证了该检测方法在电气化牵引供电系统电压畸变条件下运用的正确性和可行性。

一种抑制电动汽车转速抖动的方法

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有效率高、成本低、转速范围广等优点,在电动汽车领域得到广泛应用。在电机系统运行过程中,电机转速波动的发生主要由于系统内部参数变化和外部工况发生改变,文章结合实际情况采用电流谐波补偿控制策略抑制电机转速波动,通过MATLAB/Simulink软件搭建永磁同步电机系统仿真模型及实际测试来验证该控制策略的有效性。

双模结构重复控制器在单相并联有源滤波器中的应用

针对单相并联有源滤波器,提出一种数字式复合电流控制方案。该复合控制方案结合无差拍控制器和双模结构重复控制器,以实现对低次谐波的高效补偿,同时还具有优异的动态性能。区别于传统有源滤波器的控制方案,该复合控制方案不仅能够消除电网中的奇次谐波,而且还能消除单相系统在特定情况下产生的偶次谐波。详细研究复合控制的设计方法、稳定性以及鲁棒性。在单相有源滤波器系统对所提方案进行验证,实验结果证明了该方案的有效性。

基于DSP-FPGA的APF的硬件设计

基于NPC三电平拓扑结构的APF有效提升了开关管的耐压能力,先通过MATLAB仿真得出三电平APF有源滤波器在谐波电流补偿上具有比较良好的补偿特性。针对仿真得出的结论,基于双核DSP28377D与EP3C40Q240C8N的主控样机,在进行保护电路的设计后,在APF有源滤波器的硬件电路上进行采样测试、驱动测试、直流侧充电测试以及带纯阻性电感负载的逆变侧测试。通过硬件电路的测试得知基于DSP-FPGA的APF有源滤波器设计可以满足实验进行的谐波电流补偿的条件。

重复控制在并联有源滤波器中的应用

有源滤波器(active power filter,APF)是消除电网中非线性负载产生的电流谐波的有效手段。针对某一类非线性负载,该文提出了一种在单一同步坐标系下的复合控制器,包含PI和重复控制器。该复合控制器结合了PI和重复控制器的优点,能够消除稳态误差和改善系统鲁棒性。详细研究了复合控制器的设计方法,对控制系统稳定性进行了分析。所提控制方法在三相并联有源滤波器系统进行了验证,实验结果证明了所提出的混合控制器具有优异的性能。

基于复合控制的并联有源滤波器的仿真研究

并联有源滤波器是消除电网中非线性负载产生的电流谐波的有效手段。针对PI控制器在并联有源滤波器中的局限性,将重复控制和PI控制器并联用于并联有源滤波器输出电流波形的控制。笔者在给出并联有源滤波器主电路结构的基础上,介绍了一种基于瞬时无功功率法的谐波检测方法及基于重复控制和PI控制的复合控制策略。最后,通过MATLAB/Simulink对所提控制策略进行了仿真验证。仿真结果证明了该控制策略的有效性。

大型光伏电站并网特性及其低碳运行与控制技术

随着因化石燃料过度消耗产生的温室效应成为了全球关注的焦点,我国正在大力推广利用太阳能等可再生清洁能源的发电技术,从而为电网的低碳运行做出贡献。其中,光伏发电的并网化和大型化必将是将来的主要发展趋势,提高光伏发电效率,增加并网容量,都有助于发展低碳电网。由于光伏发电的随机性强,所以通过Matlab/Simulnik建造光伏电站的模型,根据真实的环境数据得出一年中的典型日光伏输出特性并进行了分析,最后提出了一种大型光伏电站的低碳调度。另一方面,随着光伏电站的容量不断增加,并网时需要考虑并解决更多的负面影响,而且要达到低碳运行的标准,这都对并网逆变器提出了更多的要求,所以提出了一种具有最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)、无功及谐波电流补偿和有功控制相结合的大型光伏电站逆变器的多模式控制策略,并通过Matlab/Simulnik建模仿真验证了该控制策略的可行性及优点。