一种改进的并联混合型APF控制系统设计及实现

通过分析并联混合型系统的结构特点,并针对目前控制系统设计中普遍存在的功能设置不完善的问题,提出了一种改进的控制系统设计方案。整个并联混合型APF控制系统基于TMS320F2812DSP设计,并充分利用了F2812在控制方面的优越性能及高速的计算能力,所以可以采用复杂的控制策略来达到提高补偿效果的目的。控制系统在传统的电流检测、直流电压平衡控制、SVPWM控制的基础上增加了电流预测、输出直流分量调节、无差拍控制等控制环节,丰富了控制系统的功能。基于此控制系统的并联混合型APF实验样机已经在现场投运。通过现场运行表明,系统功能完善、控制精度高、动态性好,采用该控制系统的并联混合型APF谐波抑制效果显著。研究成果对于其他类型的电能质量治理设备的开发有一定的借鉴意义。

基于级联H桥五电平变流器SAPF的应用研究

提出了基于级联H桥型五电平变流器的并联型有源电力滤波器,详细介绍了基于无差拍控制的交流侧电流控制和直流侧总电压闭环电压控制的原理。仿真和实验结果表明了SAPF系统在低开关频率情况下,能够准确有效地补偿谐波和无功电流,性能良好。

基于ABC坐标系的三相四线并联型APF控制策略

为提高三相四线制并联型有源电力滤波器(APF)的谐波及中线电流补偿精度和动态性能,引入基于ABC坐标系的控制策略.该控制策略在时域下完成对直流侧电压和补偿电流的闭环控制,各相之间完全解耦.根据系统主电路数学模型设计直流侧稳压环、均压环以及由PI控制器和重复控制器组成的复合电流环控制器,有效保证了系统闭环稳定性和谐波补偿精度.各类工况下的实验结果验证该控制策略在三相四线制并联型APF系统中的可行性和有效性.

改进型单位功率因数谐波检测算法在三相并联型APF中的应用研究

为了降低电网电压不对称或畸变对UPF谐波检测算法的影响,通过引入锁相环电路的改进型UPF谐波检测算法产生基波正序电压,对有功功率进行修正,抑制了电压畸变的影响,同时提高了检测的实时性。在Matlab上对补偿前后电源侧电流波形进行对比研究,验证了改进型UPF谐波检测算法的可行性。实验结果表明,采用改进算法后,电源侧电流谐波成分中谐波含量最高的5次谐波含量由补偿前的22.8%降低为补偿后的8.1%,负载电流主要次谐波成分得到了有效抑制,实现了抑制谐波的目的。

基于统一坐标变换的三电平SAPF研究

传统的三电平并联型有源滤波器控制方法大都采用普通PI控制器,这种控制方法无法实现零稳态误差跟踪。在统一坐标系下推导出三电平SAPF的数学模型并且提出了基于该模型的无静差控制方法。采用电压前馈电流解耦控制策略和PI控制器,同时对自干扰和耦合干扰进行前馈控制,实现三电平SAPF谐波电流的无静差控制。最后,搭建了三电平的APF实验平台,并在平台上进行了实验验证,实验结果证明了上述方法的正确性和有效性。

基于单周期复位积分谐波检测法的三相并联APF研究

通过对瞬时电压与瞬时电流乘积的周期复位积分得到基波有功电流,进而用负载电流与基波有功电流相减计算出无功电流与谐波电流之和。相对传统检测法,省去了复杂的谐波电流计算。由于这种方法应用于APF中存在难以实现直流侧平衡控制问题,提出一种新方法,即将直流侧PI调节器输出三等分后再与各相基波有功电流相加作为有功电流的参考信号,这样能实现在提供抵消谐波和无功所需的功率的同时,系统各相均能提供一定的有功电流来维持直流侧电压稳定。仿真和实验结果证明了该方法的正确性。

电动汽车充电站并联APF谐波放大效应研究

电动汽车充电过程中会产生谐波,常采用并联有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)的方式来补偿谐波。但是并联APF在补偿谐波时会产生谐波放大效应。文中通过采用等效电路分析的方法,提出一种量化谐波放大程度方法,根据此方法来改进谐波补偿电路的拓扑结构,以消除谐波放大效应,最后在MATLAB仿真软件上验证此方法的正确性。文章的研究有利于提高电动汽车充电站中并联APF的设计和利用。

三电平并联型APF死区效应分析及其对策研究

为了解决三电平并联型有源电力滤波器(APF)死区效应问题,通过分析APF死区效应的产生机理和影响因素,同时结合在实际运行中电流流向突变时存在的一些问题,提出一种基于电流区间判断的PWM信号修正方案。该方案在其他因素不变的前提下可以降低对检测和采样环节精度的依赖,避免电流过零处抖动而导致极性误判进而引发桥臂直通,从而减小死区效应对APF谐波补偿性能的不良影响。利用Matlab对所提方案进行了仿真研究。研究结果表明,该方法不仅消除了绝大多数死区,同时排除了冗余的开关切换,谐波补偿效果优于常规控制。

非线性负载下并联型APF谐波电流控制方法

随着电力电子装置中电压源型非线性负载的使用越来越多,并联型APF的谐波补偿特性受到了严重影响。通过理论分析并联型APF不适合补偿电压源型非线性负载的原因,提出一种基于VR控制器的选择性谐波电流控制方法,对指定次谐波分别控制,在提高系统稳态性能的同时,抑制谐波电流放大效应,使在这类非线性负载下并联型APF的谐波补偿特性得到了有效改善。通过仿真以及实验验证了该控制方法的有效性。

模块化APF并联建模及谐振分析

文中首先建立了单台APF小信号等效模型,从PCC处将单台APF等效模型拓展到多台并联模型,通过对谐振电流特性的分析,我们得出了两台APF并联具有与N台APF并联相似的谐振电流特性,分析了APF补偿电流突变和并联台数对并联系统谐振特性的影响。最后,通过实验研究,验证多台APF并联系统小信号等效模型和谐振特性分析的正确性。

并联型APF补偿容性非线性负载不稳定机理研究

基于负载电流检测方式的并联型有源电力滤波器补偿容性非线性负载时会发生不稳定的现象,其根本原因在于整个级联系统输入输出级阻抗不匹配,存在相互影响。针对这一问题首先建立并联有源滤波器补偿容性非线性负载时的数学模型,其次基于Middlebrook阻抗分析法推导出整个级联系统输入输出级的阻抗特性,并根据级联系统稳定性判据标准分析了不稳定产生的根本原因。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。

并联型APF在GIS互感器检定平台中的应用

为有效改善长管道GIS互感器检定平台电源的电能质量,应用并联型APF补偿其中的谐波及无功,采用一种新型电流控制策略,直接检测网侧电流,电流控制环节采用PI控制器和谐振控制器分别作用于基波和谐波分量,用多个并联的谐振控制器根据补偿要求灵活设置谐波分量的补偿阶次,选择性补偿负载谐波,有效提高了并联型APF的补偿精度。最后,通过仿真及试验研究证明了该控制方法能有效降低谐波含量、提高电源的电能质量,具有重要的理论意义和使用价值。

并联型APF补偿电容性非线性负载谐波放大效应的抑制研究

并联型有源电力滤波器(shunt active power filter,SAPF)应用于电容性非线性负载时,会造成负载侧谐波放大。本文首先介绍了 SAPF 应用的系统结构,接着建立了基于电压型非线性负载的 SAPF 谐波补偿数学模型,分析了造成非线性负载侧谐波放大的机理,并推导了相应公式;同时针对负载侧谐波放大效应,提出了通过改变阻抗比、降低补偿因子、并联补偿电容 3 种措施。最后,通过仿真软件进行了仿真研究,并给出了工程中已采用的措施。仿真结果及工程案例验证了提出措施的有效性。

空间电压矢量调制控制在SAPF中的应用研究

深入分析了空间矢量控制方法在并联型有源电力滤波器(SAPF)中的应用。把电压源逆变器件作为一个整体来考虑,在矢量控制空间中用有限的静止矢量去合成和跟踪调制波的空间旋转矢量,使合成矢量含调制波的信息。通过对SVPWM应用于SAPF的补偿电流控制的可行性分析,实现了在SAPF中的算法。仿真结果证明了系统具有良好的跟踪响应速度和控制精度。

并联电容器接入方式与位置对APF的影响分析

配电系统中谐波电流的抑制和无功功率的补偿是改善电能质量和节能降耗的两种技术手段。在实际应用中,存在采用有源电力滤波器抑制谐波、同时采用并联电容器补偿无功的情况。当两者并联接入系统公共连接点的位置不当时,两者之间将会相互影响,甚至导致有源滤波器无法正常运行。本文针对这一现象进行了分析,对电容器与有源滤波器接入方式进行了仿真,为实际中电容器的正确接入提供参考。

A Novel Fuzzy—Adaptive Hysteresis Controller Based Three Phase Four Wire-Four Leg Shunt Active Filter for Harmonic and Reactive Power Compensation

This paper presents a fuzzy logic based three phase four wire four-leg shunt active power filter to suppress harmonic currents. Modified instantaneous p-q theory is adopted for calculating the compensating current. Fuzzy-adaptive hysteresis band technique is applied for the current control to derive the switching signals for the voltage source inverter. A fuzzy logic controller is developed to control the voltage of the DC capacitor. Computer simulations are carried out on a sample power system to demonstrate the suitability of the proposed control strategy, for harmonic reduction under three different conditions namely, ideal, unbalance, unbalance and distorted source voltage conditions. The proposed control strategy is found to be effective to reduce the harmonics and compensate reactive power and neutral current and balance load currents under ideal and non-ideal source voltage conditions.

用于风电场谐波治理的并联型APF的仿真研究

风力发电带来的谐波污染问题一直阻碍着风力发电的快速稳定发展,并联型APF可较好地解决此问题。针对风电场谐波治理问题对APF进行了分析和设计,并使用Matlab搭建了并联型APF的仿真模型,仿真结果验证了设计的可行性和正确性。

改进型SVPWM策略在APF谐波补偿中的应用

近年来,SVPWM技术已应用到有源电力滤波器(APF)的控制策略中,传统的基于APF的SVPWM控制算法由于复杂的三角函数计算和矢量扇区判断,为产生补偿信号需要很大的计算量,导致动态补偿响应减慢,对此提出一种改进的基于dq坐标系的SVPWM电流控制算法,优化空间矢量作用时间,避免复杂的三角函数计算和矢量扇区判断过程,减少了SVPWM算法的计算量。仿真和实验结果验证了该算法的正确性。

有源电力滤波器的实验研究

分析了有源电力滤波器及其发展现状和关键技术,介绍了30kVA三相四线制并联型有源电力滤波器的研制和试用情况,给出了有源电力滤波器的主要技术参数和现场实测结果。研究结果表明,使用有源电力滤波器进行谐波抑制和/或基波无功补偿可以达到良好的效果,在技术上是可行的,在经济上是可以接受的。

并联型有源电力滤波器限流补偿策略研究

分析了系统突变情况时并联型有源电力滤波器(APF)发生过流的状况,从参考电流角度提出了截断限流和比例限流2种控制策略。前者将原参考补偿电流作比较限幅处理,得到新的参考电流;后者比较上周期参考补偿电流及APF最大允许补偿电流,得到一比例系数,参考该系数,得到本周期内新的参考电流。这2种方案都只对参考电流进行处理,控制实现简单,能充分利用APF的补偿能力,使小容量APF可安全运行于大谐波容量的系统中。就实现的复杂性、安全性及补偿效果而言,前者优于后者。最后,通过仿真研究验证了2种方案的可靠性和有效性。