有源电力滤波器无功电流检测与控制浅论

有源电力滤波器能对频率和幅度都变化的谐波和无功进行跟踪补偿,且补偿特性不受电网阻抗的影响,滤波特性很好,在治理电网谐波和无功方面发挥重要作用。本文笔者提出一种能克服非理想电网电压对谐波和无功电流检测带来的不利影响的谐波与无功电流检测算法。分析了有源电力滤波器的控制策略,采用了基于电压空间矢量的控制策略对补偿电流进行控制,并对直流侧电压进行了有效的控制。     

降低有源部分容量的混合电力滤波器

为了更经济地滤除电网中的谐波电流,提出了一种新型混合电力滤波器结构。与普通的混合滤波器相比,其有源滤波器的容量和成本进一步降低。由于无源滤波器承受了电网电压,而LC构成的基波谐振支路分流了无功电流,使得有源滤波器的额定电压和电流大大降低。在所提出控制策略的作用下,该滤波器可以有效地抑制电网谐波电压产生谐波电流并阻止负载谐波电流流入电网侧。由PSCAD/EMTDC软件进行仿真,结果表明:该结构中的有源滤波器的容量仅为滤波器总容量的2.11%,而滤波器投入后电网电流的总谐波畸变率仅为4.15%。     

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.     

基于MATLAB的有源电力滤波器研究

采用电流滞环跟踪控制方法,设计三相并联型有源电力滤波器,控制其产生预期的补偿电流。应用MATLAB的电力系统模块对整个有源电力滤波器进行仿真研究,能够实时、准确地检测电网中瞬态变化的谐波与无功电流,实现精确补偿,使电网电流得到改善。通过对电网电流、负载电流和有源滤波器的输出电流进行FFT分析,结果表明有源滤波器达到了预期的电流补偿效果,有效地抑制了电网谐波,显著改善了与电网连接处的电能质量。     

基于复合控制的无变压器并联混合型有源电力滤波器

无变压器并联混合型有源电力滤波器是一种新颖的有源滤波器拓扑结构.阐述系统主电路组成,给出无源部分的设计原则,提出将带有校正环节的复合控制和直流侧电容电压控制引入控制环路以获得指令电流的控制策略,继而通过三角载波控制实现实际输出电流对指令电流的跟踪.在Matlab环境下建立系统模型并进行仿真.仿真结果表明,应用该控制策略的滤波器可以有效地对负载谐波进行补偿,从而证明该控制策略的可行性.     

新型非线性控制方法在有源滤波器中的应用

针对有源电力滤波器控制有实时性、动态性能和控制精度的要求,在基于输入输出间功率平衡特性下,建立基于功率平衡特性有源电力滤波器数学模型,同时提出一种新型非线性控制方法.该控制方法将非线性反馈控制方法和自适应控制相结合,设计参数自适应控制率,得到电网侧瞬时有功参考电流以及系统状态方程,实现在线路与负载参数时变未知的情况下,直流侧电容电压补偿控制和谐波电流的精确跟踪.Matlab/Simulink仿真和实验结果表明:该控制方法正确可行,并具有较好的动态特性和较强的鲁棒性.     

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。     

基波磁势自平衡串并联混合有源电力滤波器

研究了基波磁势自平衡串并联混合有源电力滤波器.其串联在系统和谐波负载之间的零磁通变流器可自动实现对基波呈现低阻抗,对谐波呈现高阻抗,并可实时方便地检测出剩余谐波电流流过变流器时产生的谐波电压降.通过逆变器产生一个与检测到的谐波电压成正比的谐波电压源,并通过耦合变压器与无源滤波器串联之后再并联接入电网,从而更好地减少流入系统的谐波电流.实验结果证明了结论的正确性.     

基于直接功率控制的钻机井场电网谐波抑制的研究

针对钻机自备电网的非线性负载产生的谐波,提出了基于直接功率控制的有源电力滤波方案.介绍了直接功率控制系统的控制方法、原理以及该系统的空间矢量调制控制策略,并进行了仿真实验.结果表明:基于直接功率控制的有源电力滤波器对井场电网有较好的谐波抑制和无功补偿的效果,可有效提高井场电网功率因数,减少谐波电流,改善输出电流波形.控制系统结构简单,易于实现工程化.     

分频控制方法在中高压系统HAPF中的应用

建立了2种适用于中高压系统的并联型混合有源滤波器的通用电气膜型,在此基础上,针对这种混合型有源滤波器的特点,提出了基于d-q变换的谐波电流分频控制方法,提高了系统控制精度;为抑制直流侧电压的波动乃至抬升现象,提出了通过在基波谐振支路添加适当容性阻抗使直流侧电容能够和电网交换能量,然后结合基于基波电流闭环调节的直流侧电压控制方法.实验及仿真结果证明了所提分频控制方法能够有效提高并联型混合有源滤波器在中高压系统下的滤波性能.     

采用检测电源电流控制方式的串联型电力有源滤波器

分析了与并联型电力有源滤波器原理完全不同的、适用于补偿电压型谐波源的串联型电力有源滤波器的工作原理,阐明了其基于瞬时无功功率理论的检测电源电流控制方式,并据此提出了直流电压和ＰＷＭ 逆变器的控制方法．在此基础上研制了实验样机．实验结果验证了所提出的控制方法是有效的,并且表明串联型电力有源滤波器对电压型谐波源具有良好的谐波补偿能力．     

基于DSP实现的有源电力滤波器简单控制方法

针对电压源型有源电力滤波器提出了一种简单的控制方法.该控制方法利用d_q变换将三相交流系统变换到旋转的正交坐标系,在此坐标系下利用PI调节器控制有源电力滤波器的补偿电流,使其跟踪其参考电流.文中给出了理论分析和实验装置设计,并基于DSP2407设计制作了一套三相三线制并联有源滤波器的实验装置.讨论了并联型有源电力滤波器的主要硬件结构和软件设计流程,阐述了新型数字处理技术芯片TMS320LF2407的功能.仿真和实验结果验证了所提出控制方法的可行性和有效性.     

H1仿星器磁场电源滤波器的设计

大量的谐波的存在,会直接影响供电系统的稳定性与安全性,H1仿星器的磁场电源为主要谐波源,对电网电能质量造成很大影响。首先对磁场电源的原理进行分析,利用傅氏分解对磁场电源的谐波特性进行理论分析,借助于SIMULINK工具搭建磁场电源的仿真模型,通过仿真分析,得出注入电网侧A相电流总谐波畸变率为2.52%,23与25次谐波电流分别为23.54 A与16.99 A;其次针对其谐波的特点,提出谐波治理的方法,通过引入两个单调谐滤波器对磁场电源中注入电网侧的谐波进行治理,搭建滤波器的仿真模型。仿真结果显示:注入电网侧的A相电流总谐波畸变率降低至0.37%,23与25次谐波电流分别降低至2.83 A与2.01 A,电流波形变平滑,表明针对磁场电源设计的滤波器对注入电网的谐波治理效果明显,电网电能质量得到显著提高。     

新型混合有源滤波器建模及其特性研究

为提高有源滤波器的滤波性能,减少日趋严重的谐波问题,提出了一种新的滤波系统结构。该文详细分析了工作原理,用数学建模的方法,建立了该滤波系统的控制模型方程,分析了在基于负载谐波电流控制逆变器输出电压的控制策略下,负载谐波电流的波动、电源谐波电压的波动、电网阻抗的波动、电网频率的波动对滤波系统控制性能的影响,接着分析了采用PWM控制下逆变器输出到电网过程中谐波电流相位的变化。研究表明该混合有源滤波器具有较大容量的无功补偿能力和较小的逆变器容量．试验和仿真结果证明该混合有源滤波器的正确性和可行性,对滤波器的设计和使用具有重要的理论指导意义和实用价值。     

并联混合型有源电力滤波器的研究

介绍了一种由LC无源滤波器与有源滤波器串联构成的并联混合型有源电力滤波器．针对该滤波器提出了一种控制方法，这种方法无需复杂的谐波检测，从而使整个控制系统得以简化，最后通过仿真对所提出的方法进行了验证，仿真表明这种方法具有良好的无功电流和谐波电流补偿效果．     

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     

单相有源电力滤波器的控制方法

针对基于单周控制的单相有源电力滤波器只能同时补偿谐波和无功电流、且要求电源电压无畸变的情况,利用基于瞬时无功功率理论的谐波和无功分量检测方法,将单周控制作为电流跟踪控制,在推出控制方程和控制电路的基础上进行了仿真研究,仿真结果证明在电网电压存在畸变的情况下,采用该方案的有源电力滤波器补偿效果良好,而且可以根据需求实现灵活补偿.     

并联型混合有源滤波器的新型控制策略

由无源滤波器（PF）和小容量的有源滤波器串联组成的并联型混合有源滤波器（PHAPF），能较好地提高PF的滤波性能，并克服单独采用有源滤波器造价高的缺点．基于系统谐波电流反馈控制方式的PHAPF能有效地补偿负荷电流的谐波分量，但会使补偿后的负荷节点电压产生较大的畸变，针对这一问题提出了一种基于负荷节点电压畸变分量反馈控制的PHAPF控制策略，可以在有效补偿负荷电流谐波分量和校正负荷功率因数的同时较好地抑制负荷节点电压畸变．数字仿真验证了该控制策略的有效性．     

基于Matlab-Simuink的串联型有源电力滤波器的仿真研究

介绍了串联型有源电力滤波器的基本工作原理,研究了基于三相瞬时无功功率理论的谐波电压检测方法,并分析了系统主要参数的选取方法,最后结合检测负载谐波电压控制方式用Matlab/Simulink搭建了系统的仿真模型.仿真结果验证了在合理的参数配置下,串联型有源电力滤波器可对电压型谐波能进行较好的补偿,使得电源电流的畸变减小.