APF有源电力滤波器分析及控制方法综述

有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)作为一种抑制动态谐波和进行无功补偿的新型电力电子装置,其补偿效果与其拓扑结构、谐波检测方法和控制策略等密切相关。本文从拓扑结构,谐波检测,控制策略三个方面归纳总结了APF当前的国内外研究现状,简述了不同方法的原理和优缺点,并对未来的研究方向进行了展望。

SAPF有源电力滤波器的开发与应用

有源电力滤波器(APF),通过对谐波的实时监测、在线计算出系统中的谐波分量,并产生相应的控制信号,再由IGBT等功率器件构成的逆变电路得到所需补偿的谐波分量,并联接人产生谐波的主回路中,实现动态跟踪抑制谐波和无功补偿的目的。本文重点介绍了"森源电气"最新研制的SAPF的关键技术及其创新特点,力求在电力系统中推广应用,以有利于节能减排和确保供电质量。

SAPF有源电力滤波器的开发与应用

有源电力滤波器(APF),通过对谐波的实时监测,在线计算出系统中的谐波分量,并产生相应的控制信号,再由IGBT等功率器件构成的逆变电路得到所需补偿的谐波分量,连接入产生谐波的主回路中,实现动态跟踪抑制谐波和无功补偿的目的。

三相有源电力滤波器重复滑模控制

有源电力滤波器(active power filter,APF)的谐波电流控制直接影响着APF的滤波效果。针对指数趋近率容易产生抖振的问题,提出了一种变指数趋近率,并在dq坐标系下推导出了基于该变指数趋近率的APF滑模控制律。为提高APF对高次谐波的追踪能力,将重复控制和基于变指数趋近率的滑模控制并联,提出了一种APF的重复滑模控方法。仿真结果表明,相对于基于指数趋近率的滑模控制方法,提出的重复滑模控制方法具有更高的稳态精度,电网电流的谐波畸变率更低。

有源电力滤波器补偿的PI解耦控制技术研究

电网中电压和电流波形的失真会产生谐波,导致电网功率因数降低,并影响电力系统的稳定性和可靠性。为了确保电力系统的正常工作,研究了基于有源电力滤波器补偿的比例积分(PI)解耦控制技术。设计了基于二极管钳位式的有源电力滤波器模型。结合基尔霍博电压法,降低控制谐波和解除部分变量耦合。针对设备非线性产生的谐波,分析有源电力滤波器的可逆性,获得输入雅可比矩阵,以实现滤波器旋转坐标的线性化。利用变换矩阵转换转动角速向量,输入谐波的幅度,输出电流取样延迟,完成无差PI解耦控制。试验结果表明,所提技术能够有效解耦滤波器的谐波电流成分,从而补偿电网中的失真电流。该技术可以减少谐波对电力系统的整体影响,保证设备的正常运行。

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。

基于系统谐波阻抗控制的新型有源电力滤波器

针对传统有源电力滤波器滤波效果受谐波电流检测精度影响,导致滤波不彻底的问题,提出了一种基于系统谐波阻抗控制原理的新型有源电力滤波器。滤波器的第1部分为串联在电网中的单相变压器二次侧接逆变器,第2部分为单相变压器和负载之间并联的无源滤波器。通过控制使串联变压器的谐波等效阻抗很大,无源滤波器的谐波等效阻抗相对很小,由分流原理可知此时各次谐波电流将被迫流入无源滤波器支路,从而实现了各次谐波的滤除。为实现系统谐波阻抗的控制,设计了无源滤波器参数和逆变器控制参数。最后,在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型,结果表明可将系统侧电流总谐波畸变率由29.37%降低到0.69%,满足国家谐波标准。该研究在谐波抑制方面具有一定的应用前景。

有源电力滤波器(APF)无源性控制方法研究

APF主电路是一个典型的非线性系统,三相之间存在耦合,且功率器件的开关过程十分复杂,很难进行精确的数学建模,在运行中还受到线路电感等不确定因素的影响,因此采用常规的电流控制方法效果不是很理想。无源性理论是一种能量"整形"方法,通过重新分配系统的能量和注入非线性阻尼,使系统在满足无源性的条件下达到要求的性能。这种方法从系统结构和能量的角度出发,使控制器的设计得到一定的简化,并且提高了系统的鲁棒性。本文基于APF在同步旋转d-q坐标系下的EL系统模型,对系统进行无源性设计,获得相应的电流跟踪控制策略,在保证系统渐近稳定的同时取得较好的补偿效果。

基于复合控制策略的有源电力滤波器APF的研究

对有源电力滤波器APF的负载电流检测、电源电流检测、负载谐波电压检测和电源谐波电流检测等基本控制方式进行了比较,分析和研究了并、串联型APF的新型复合控制方式。实验数据表明,基于复合控制的有源电力滤波器APF对电气化铁路牵引供电系统的谐波具有良好的抑制效果。

并联型有源电力滤波器(APF)的仿真模型

对并联型有源电力滤波器系统的电路结构、控制方法、工作原理、系统特性进行了分析和探讨,并利用Matlab中的电力系统仿真工具箱对其进行了建模和仿真。并联型有源电力滤波器适用于多种负载条件下的谐波和无功补偿,尤其是能应用于电源电流畸变和不平衡条件下。稳态仿真结果表明,该方案具有很好的谐波补偿效果、并且具有通用性。有源电力滤波器是一种满足谐波标准要求、且能很好地解决谐波问题的装置。

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)。

APF PCS有源电力滤波器在补偿与抑制谐波中的应用

APF PCS有源电力滤波器是一种新型的电力电子装置,可对电力系统中的谐波进行补偿.在有源电力滤波器的基本结构、工作原理、APF PCS有源电力滤波器典型应用及对APF PCS有源电力滤波器补偿与抑制谐波特性分析的基础上,得出了APF PCS有源电力滤波器补偿与抑制谐波较好的效果.

关于有源电力滤波器的综述分析

电力系统逐渐发展成为以电力电子为基础的电力系统,各种电能质量问题的存在,推动了有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)的发展。APF作为综合性电能质量调节器,是一种具备动态谐波抑制和无功补偿功能的新型电力电子装置,其性能优劣与所采用的拓扑结构、电流追踪控制方法等密切相关。为了推广在高压大容量下APF的控制技术,拓宽其应用范围,分类整理了APF拓扑结构,归纳总结了APF的电流跟踪控制技术,将各种控制方法进行了性能对比,并从多个角度阐述了当前所存在的问题,为研究人员提供参考。此外,还简要总结了APF的进一步发展趋势。

基于主动阻尼电路的LCL型并联有源电力滤波器谐振抑制方法

由于并联有源电力滤波器(SAPF)的宽控制带宽,LCL输出滤波器的谐振问题已经成为SAPF运行中的关键问题。为了解决LCL滤波器的谐振问题,提出了基于主动阻尼电路的新型阻尼方法,以在不影响SAPF控制的情况下实现阻尼效果。所提方法基于与滤波电容器串联的辅助变换器,在辅助变换器中,谐振电流被检测并反向注入作为变换器的参考信号,从而达到对谐振电流的阻尼效果。所提方法的稳定性通过频率响应分析,并与传统方法进行比较,证明了理论上的可行性。最后,实验结果验证了所提方法的有效性,与传统方法相比,所提方法具有更好的开关谐波抑制效果。

非理想条件下并联有源电力滤波器的无源超螺旋二阶滑模控制策略

电力系统运行在非理想状态时,容易产生短暂的电压波动,此时并联有源电力滤波器(shunt active power filter,SAPF)采用无源控制策略无法高效、精确地调节电能质量,而常规滑模控制又容易引起抖振。针对上述情况,将无源控制和抗干扰能力更强的超螺旋二阶滑模控制相结合,提出了一种无源超螺旋二阶滑模控制策略。首先,根据有源电力滤波器的数学模型建立基于正负序分离的欧拉−拉格朗日模型;其次,对系统的模型进行了无源性分析,且根据其无源性设计了无源控制器,同时采用超螺旋二阶滑模控制对无源控制器进一步优化,提高了系统整体的鲁棒性和抗干扰能力;最后,在理想状态和负载突变、负载不平衡、电网电压不平衡、单相电压突变4种非理想状态下,通过仿真实验验证了无源超螺旋二阶滑模控制策略的有效性和优越性。

单相并联型电力有源滤波器(PAPF)主电路的设计

并联型电力有源滤波器(简称PAPF)是为解决用户端供电系统中存在的电能质量问题而设计的。它利用PWM逆变器产生与电网中谐波电流大小相等、方向相反的波形,以达到改善电能质量的目的。设计和实现的有源滤波器采用了电压型脉宽调制(PWM)功率逆变电路及无功检测电路。

串/并联级联混合型有源电力滤波器APF控制技术和电路拓扑结构研究

并联有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波和补偿无功的新型电力电子装置,近年来,有源电力滤波器的理论研究和应用均取得了较大的成功。对其主电路(VSI)参数的设计也进行了许多探讨,APF的作用是用电压型或电流型逆变器产生一个"注入"电网的谐波电流,以抵消其它装置有网侧产生和谐波电流,进而净化电网侧的电压和电流波形。通过分析有源电力滤波器的交流侧滤波电路对电流补偿性能的影响,在满足一定效率的条件下,对有源电力滤波器电路进行了仿真分析研究。

有源电力滤波器驱动保护电路的设计及仿真分析

本文根据有源电力滤波器的应用环境和运行特点,设计了IGBT驱动保护电路,并对保护效果展开了仿真验证。采用RCD吸收电路实现过电压保护,利用过电流检测与“软关断”方法实现过电流保护,运用散热片和温控开关实现过热保护。根据设计方案,使用Multisim 14.0仿真软件,分别进行了驱动电路正常工作仿真和瞬时过流故障仿真。结果表明,在正常工况下,输出驱动信号的仿真值与理论值十分接近;在发生瞬时过流故障时,经过1μs的延时后触发保护动作,在故障排除后电压缓慢恢复至正常电压,达到了驱动保护目的。

并联型有源电力滤波器(APF)的Simulink建模与仿真

提出了并联型有源电力滤波器的一种数值建模与仿真方法,仿真软件采用 MATLAB 仿真软件中的Simulink;使用本方法能将有源电力滤波器的工作过程及有关波形准确直观地显示出来.仿真结果表明,适当选择参数.有源电力滤波器的补偿电流几乎可以实时跟踪谐波电流,能很好地满足补偿要求.该仿真方法为有源电力滤波器实验装置向成型产品的转化提供了一定的理论参考.

有源电力滤波器的故障分析及主回路保护研究

随着全球经济的发展,以及电网架构的演进,人们对于电源设施的可靠性有了更加严格的要求。本文主要针对有源电力滤波器(apfc)在主回路中的工作原理、设计特点以及故障原因进行详细介绍。通过对apfc的主要功能模块及其各部分的分析与总结,得出了apfc的常见故障类型并给出了相应的解决方案。同时,结合实际应用中存在的问题,提出改进措施以提高apfc的运行效率和稳定性。