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H_(∞)滤波器的LCL型并网逆变器有源阻尼方法

LCL型滤波器具有优越的高频谐波抑制性能,但会造成谐振和稳定性问题。对于LCL型并网逆变器,传统的电容电流反馈型有源阻尼方法能有效抑制谐振尖峰,但是需要额外的电流传感器。为此,提出一种基于H_(∞)滤波器的新型有源阻尼控制策略。根据LCL型滤波器状态空间模型及过程噪声模型完成H_(∞)滤波器的求解,可利用入网电流和公共耦合点电压信息估计滤波电容电流并完成反馈,增大系统阻尼,即使LCL型滤波器参数发生摄动也仍能保持估计值的精确度。仿真和实验结果表明,该方法对LCL滤波器参数变化和电网阻抗变化不敏感,验证了该方法的可行性和优势。

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LCL滤波器的逆变器并网有源阻尼控制策略

目前LCL滤波器的逆变器广泛应用于并网过程中,由于本身是三阶欠阻尼系统,常常出现谐振尖峰,进而导致系统不稳定。对此,提出一种基于带通滤波器单反馈有源阻尼策略。首先,选取合适的LCL滤波器参数实现并网条件。其次,从幅值特性和相位裕度的角度出发,采用极点配置法对带通滤波器进行参数设计并设置反馈并网高频电流。最后,通过MATLAB/Simlink仿真验证带通滤波器有源阻尼方法的可行性和有效性。

串联型电力有源滤波器中低通滤波器的设计及参数优化

串联型电力有源滤波器 (简称SAPF)是为解决用户端供电电压中存在的电能质量问题而设计的一种有源滤波器。它利用PWM逆变器产生与电网畸变电压大小相等、方向相反的脉宽调制波 ,经低通滤波器 (简称LPF)滤除开关纹波后通过变压器串联在电网中 ,以达到稳定负载端电压、改善电能质量的目的。目前研究主要集中在控制方法和波形瞬时畸变的实时检测上 ,对LPF涉及很少 ,而LPF的好坏会影响SAPF能否正常应用。研究发现对于不同的频率 ,LPF在SAPF中作用的电路结构并不相同 ,因此传统的LPF设计方法并不完全实用。在深入研究的基础上 ,文中提出了一套分频段的LPF设计和参数优化方法。仿真和实验结果都验证了该文所给方法的正确性。

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。

基于载波相移SPWM技术的电流型有源电力滤波器的研究

组合变流器载波相移SPWM技术是多重化技术和SPWM技术的有机组合。它具有等效开关频率高,开关损耗小,动态响应好,传输频带宽等优点。该文在电压型组合变流器相移SPWM技术研究的基础上,对电流型组合变流器相移SPWM技术进行了探讨。并从二逻辑SPWM技术出发分析了三逻辑SPWM技术和电流型组合变流器相移SPWM技术的数学关系。在此基础上,提出一种基于载波组合相移技术的电流型有源电力滤波器,在较低的开关频率下实现了等效的高频载波效果。通过仿真和实验验证了这种技术在有源电力滤波器中的应用的实用性和可行性。

高补偿精度并联型有源电力滤波器的控制策略

并联型有源电力滤波器能有效地抑制电网中的谐波电流,而其补偿精度取决于电流环控制器的设计。由于电流环参考和反馈电流由许多次谐波叠加而成且传统的比例积分控制器(PI控制器)带宽有限,因此控制器不能实现无静差输出。为此首先分析了传统单PI控制器在大容量有源电力滤波器应用中的局限性。然后提出了一种以T型滤波器(LCL滤波器)为控制对象的PI内环,重复控制器外环构成的双环复合控制策略用来改善输出电流波形,并给出了详细的设计方法和稳定性分析。该控制器对奇次、偶次谐波电流以及不平衡负载条件下的负序谐波电流均具有很高的补偿精度,且易于实现。仿真和实验结果证明了复合电流控制器在大容量有源电力滤波器应用中的有效性。

基于重复控制的并联型混合有源滤波器高性能控制策略

由无源滤波器和有源滤波器串联构成的并联型混合有源滤波器适用于高压大容量的谐波补偿场合。将重复控制引入并联型混合有源滤波器。先简单地介绍了并联型混合有源滤波器的基本工作原理,并对其进行建模,在此基础上将重复控制应用于有源滤波器部分输出电压的控制,以提高其跟踪精度,进而改善混合有源滤波器的谐波补偿效果。结合系统的模型,给出了其重复控制器设计和稳定性分析的方法。最后通过MATLAB仿真研究,验证了该控制策略可以有效提高稳态补偿精度,同时具有良好的动态性能。

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。

并联型有源电力滤波器在非理想电源电压下的控制

首先提出了并联型有源电力滤波器在不对称、非正弦电源电压情况下补偿电流指令的准确计算方法。该方法基于同时对三相电压、电流进行旋转坐标变换和投影变换。所求得的补偿电流指令为非线性负载电流中除了基波正序有功分量之外的全部电流分量。应用于三相三线制电路时,该方法可以计算任意次谐波电流的瞬时值。进一步提出了在不对称、非正弦电源电压情况下,并联型有源电力滤波器产生补偿电流的无差拍控制法。理论分析、仿真及实验 结果表明了所提出的计算和控制方法的有效性,从而为并联型有源电力滤波器在非理想电源电压条件下的正确控制提供了一条有效途径。所提出的方法对其它类型有源电力滤波器的控制也有借鉴意义。

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。

并联型有源电力滤波器参考电流获取的新方法

提出了一种计算并联型有源电力滤波器电源电流参考信号和补偿电流指令信号的新方法。该方法通过对电源电压进行谐波分析,得出电压的基波正序分量,由此来确定电源电流参考的相位信息;同时从能量平衡的角度确定电源电流参考信号的幅值信息。另外,为了消除在对Fourier算法离散化时由于内部时钟与电网周期不完全同步引起的积累误差,采用了在滑动时间坐标系中进行Fourier分析的方法。文中所提方法,完全用软件实现了参考信号的同步,从而省去了产生参考同步信号的硬件电路。该方法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压畸变和不平衡条件下。在样机上对算法进行了实验,实验结果验证了该方法的正确性和可行性。

单相并联型电力有源滤波器的仿真分析

由于电力有源滤波器能够克服无源滤波器的种种缺点而被公认为是一种能有效提高电能质量的装置。文章从实用角度出发，着重对以下三种场合进行仿真分析：①系统阻抗值发生变化；②有源滤波器的启动过程；③负载电流的突变过程。通过对单相并联型电力有源滤波器的仿真分析可以得出以下结论：①文中所设计的电力有源滤波器对系统阻抗的变化有很好的适应性；②启动过程中的最大电流值比稳态运行时的最大电流值大得不多；③改进的ＰＩ调节方法对负载电流突变过程中维持逆变器直流侧电容电压稳定能够起到较好的作用。这些结果对三相电力有源滤波器的设计也有一定的参考价值。

三相三线并联型有源电力滤波器并联控制

针对有源电力滤波器(APF)在大功率领域应用的问题,提出了一种适合于三相三线APF的并联运行策略,根据APF自身容量用优化输出方式补偿谐波电流,以达到大容量APF多补偿、小容量APF少补偿的目的,保证了多台APF并联运行的可行性和安全性。在此基础上提出了APF的并联控制策略,根据实际负载谐波电流投切APF。仿真和实验证明了基于容量极限负载按比例分配的有效性,以及协调控制策略在多台APF并联运行时的可行性。

基于瞬时值比较的电流型有源滤波器谐振抑制方法

有源电力滤波器是一种应对电网谐波污染的有效手段。本文提出了一种基于瞬时值比较的电流型有源电力滤波器控制方法。在此基础上,针对有源滤波器的控制方式引起电流谐振的现象,提出了基于电网谐波电压和谐波电流的有源阻尼方法。当有源电力滤波器采用检测负载电流的工作方式时,如果负载电流包括容性电流,则该系统可能存在谐振危险,影响系统的稳定和谐波补偿效果。本文通过检测电网电压、网侧及负载侧的电流,采用网侧电压谐波和电流谐波双重阻尼反馈控制,保证有源滤波装置可以避免发生谐振,获得最理想的谐波补偿效果。仿真和实验结果证明了所提出的电流型有源电力滤波器控制方法的有效性。

用于串联型有源电力滤波器的dq0变换

串联型有源电力滤波器是为解决用户端供电电压中存在的电能质量问题而设计的一种有源滤波器,谐波检测方法在有源滤波技术的研究中占有重要地位。本文基于dq0坐标系下三相电路广义瞬时无功功率的理论,提出了一种谐波电压检测方法,并把该方法成功地应用于串联型有源电力滤波器的补偿电路中。理论分析和仿真结果均表明,这种谐波电压检测方法是正确有效的。

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。

低通滤波器在串联型电力有源滤波器中的应用

分析了低通滤波器用于串联型电力有源滤波器时的特殊性 ,建立了分频段仿真电路模型并且提出了分频段设计方法。利用该方法 ,为一台 15 k W样机设计的低通滤波器取得了较为满意的结果。为进一步消除开关纹波 ,提出了在低通滤波器中引入陷波滤波器的改进方法。仿真和实验结果表明 ,加了陷波滤波器后 ,低通滤波器的滤波特性得到了很大改善。陷波滤波器的设计方法在文中也作了介绍。

新型注入式混合有源滤波器应用中的问题

混合型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有源滤波器的可靠工作。针对实际工程项目中出现的问题,该文重点研究了新型注入式混合有源滤波器的"死区"效应、开关器件电压降、直流侧电压稳定和开关谐波抑制。分析了问题产生的原因及对系统的影响,并提出了相关的解决方法。仿真和实验结果均验证了该文理论分析的正确性和解决方案的有效性。相关分析方法和结论可为其它类型的混合型有源滤波器的工程应用提供借鉴。