谐波分析及谐波抑制方法

为解决电网谐波污染的问题,对带直流电动机负载的可控变流器交流侧电流进行谐波分析,叙述了并联型有源电力滤波器(APF)的基本工作原理,着重分析了有源电力滤波器谐波抑制的实现,并给出了采用LC滤波器及有源电力滤波器(APF)滤波的仿真实验结果.结果表明,两者组合使用,可以降低成本,提高效率,扩大容量,可获得更好的补偿特性.     

应用于高压直流输电系统的混合有源电力滤波器

针对高压直流输电系统(HVDC)换流站的交流侧谐波造成了电能质量下降的问题,在传统混合有源电力滤波器的基础上提出一种新结构——混合有源电力滤波器(HAPF).即将有源电力滤波器(APF)部分与基波谐振支路并联后,以一双调谐滤波器作为注入支路,同时又独立挂载一双调谐滤波器,以无源电力滤波器(PPF)滤除一部分谐波,APF部分滤除一部分谐波.从注入支路的阻抗特性、无功静补偿能力、谐波抑制特性和系统的稳定性几个方面分析混合有源电力滤波器的优越性,并利用MATLAB/SIMULINK平台对所提的新结构进行仿真分析     

APF抑制电力谐波的策略分析

随着用电系统中非线性负载和冲击性负载的广泛应用,电网中的谐波问题日益严重,究其原因,在于其本身的非线性使电网电压和电流不再为正弦波,而是畸变为含有各次谐波的电压和电流。通过分析电力谐波的危害性,阐述了有源电力滤波器对谐波的抑制策略,从而得出APF是改善供电质量的有效装置的结论。     

基于功率平衡的单相串联型有源电力滤波器

提出一种基于功率平衡原理的串联型有源电力滤波器(APF).在分析串联型有源电力滤波器功率平衡特点的基础上,导出基于功率平衡的串联型APF的控制策略和控制方程.所推荐的控制方式不需要进行复杂的基波检测和计算,只需要检测APF直流侧电容电压和电源输出电流,仅用简单的模拟电路就可以实现,可以同时补偿谐波和无功电流.仿真结果表明基于功率平衡原理的串联型APF对电压型谐波源具有较好的补偿效果,证明了理论分析的正确性.     

基于负载电流检测的并联型APF仿真研究

有源电力滤波器（简称APF）技术是一种实现电网谐波补偿、改善供电质量的重要方法。并联型APF大多适合于抑制电流源谐波。文章在前人并联型APF研究成果的基础上，利用Matlab工具箱，建立了基于负载电流检测的并联型APF仿真模型，并进行了仿真研究，仿真结果证明了该控制策略的有效性。     

一种新的双逆变器式有源电力滤波器电路

提出一种新的双逆变器式有源电力滤波器(APF)电路.采用一个高压、低开关频率的绝缘栅双极晶体管(IGBT)逆变器和一个低压、高开关频率的电力场效应晶体管(MOSFET)逆变器的组合来消除谐波电流.IGBT逆变器的作用是提供基波电压,并补偿无功功率,MOSFET逆变器则实现消除谐波电流的功能.IGBT和MOSFET通过一个分离式电容器组共用一个直流环节,以降低成本和简化控制.采用这种方式,可在很宽的频率范围内消除谐波电流的影响.同传统的APF电路相比,这种方式所用的直流环节电压较低,产生的噪声也较小.仿真和实验的结果证明了这种APF电路能够消除负载谐波电流.     

一种用于船舶电网的并联型APF仿真分析

非线性电力电子装置在船舶电力系统中得到广泛应用的同时,对船舶电网也造成了一定量的谐波污染。谐波污染不仅会影响船舶电网中用电设备的可靠性而且还会对其安全运行造成隐患,势必要对电网中的谐波进行治理。有源电力滤波器(APF)能够有效对电网中的谐波进行抑制,是目前常用的谐波治理方法。结合船舶电网的实际情况建立了可用于船舶电网谐波治理的并联APF模型,并对传统有源电力滤波器的谐波电流检测方法进行改进,提出运用自适应滤波器来实现传统谐波电流检测方法中的低通滤波器,能够快速而准确地对电网谐波电流进行检测。仿真结果验证了所提算法和建立模型的正确性和有效性。     

改进扩展卡尔曼滤波方法

针对低通滤波的有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)补偿精度低的问题,提出一种改进扩展卡尔曼滤波(ExtendedKalmanFilter,EKF)方法,通过提高谐波电流的滤除能力进而改善APF谐波补偿精度.对改进EKF原理进行分析,引入谐波电流代替扩展卡尔曼滤波的过程噪声,对噪声进行重构,证明噪声重构满足扩展卡尔曼滤波算法,并推导出扩展卡尔曼滤波方程.利用噪声信号统计特性,滤除特征谐波的同时对非特征谐波进行滤除,并通过无差拍预测控制削弱数字信号处理过程中的延时影响.利用Matlab搭建仿真模型与常规低通滤波器分别就滤波品质及APF补偿效果进行对比实验.研究结果表明:改进EKF滤波可有效降低电网电流畸变率,提高APF补偿精度.     

三电平有源电力滤波器谐波电流跟踪无差控制方法

为了提高三电平有源电力滤波器(APF)的谐波抑制能力,对其闭环控制系统进行研究发现,跟踪参考谐波电流的控制方法是决定三电平APF补偿质量的关键.分析了传统电流状态反馈解耦PI调节器的局限性,提出一种新型PI控制方法.在该方法中,采用状态观测器,对APF下一拍输出电流进行估计,弥补了数字控制系统一个载波周期的延时.采用重复预测型观测器,对指令谐波电流进行预测,具有动态响应快、且稳定后无静差的特性,因而改善了整个系统的控制效果.基于该控制方法进行了实验研究,从实验结果可以看出,加入该PI控制器后,系统电流的正弦性大大提高,突加负载和突减负载时,滤波系统能瞬时跟踪负载变化,有很好的动态响应速度.     

有源电力滤波器指定次谐波补偿技术研究

设计出一种基于比例谐振(proportional resonant,PR)控制和指定次谐波检测的有源电力滤波器(active power filter,APF)控制系统,并论述了PR控制器和指定次谐波检测法的结构和原理.基于PR控制器的有源电力滤波器可直接在静止坐标系αβ下完成谐波电流的检测和跟踪控制,克服了传统PI无法对交流给定信号实现无静差跟踪的缺点.给出了APF用于改善电网中指定次谐波的仿真实验波形,仿真结果表明,基于PR控制的APF能快速准确补偿电网中的指定次谐波,验证了所采用的指定次谐波检测法原理和PR控制器设计的正确性和有效性.