有源电力滤波器对消除谐波电流的研究

非线性负载尤其是电力电子装置的广泛应用,导致了电网中含有大量谐波,这些谐波给电力系统带来了严重的污染,从而使电能质量受到严重的影响。有源电力滤波器(APF)作为一种高效治理谐波的电力电子装置得到越来越广泛的关注。文中构造了有源电力滤波器采用基于瞬时无功理论的ip-iq检测法来检测谐波电流,采用滞环比较法来跟踪指令电流。通过MATLAB/SIMULINK搭建仿真模型,对电力系统中存在的负载是否平衡和电网是否平衡4种情况进行仿真研究。仿真实验表明:APF针对于这4种状况能够消除电流谐波,使电流中的谐波含量减少了75%以上,使得电流总畸变率大大降低,与传统的LC无源滤器相比,有源电力滤波器具有深入的研究意义和广泛的实用价值。     

VPI谐振控制器在SAPF中的应用

为解决并联有源电力滤波器(SAPF)传统选择性补偿方法计算量大、选择性差的问题,提出基于内模原理的矢量PI(VPI)谐振控制器,无需坐标变换,减少了计算量.与比例谐振(PR)控制器相比,VPI控制器具有更优越的选择性能.并提出基于VPI控制器的电流控制策略,该电流控制策略可减少指令电流运算量.研究结果表明:VPI控制器对指定次谐波有较好的补偿效果,提高了并联有源电力滤波器补偿谐波的灵活性.     

有源滤波器直流储能单元电压控制技术

为消除有源电力滤波器(Active Power Filters,APF)直流储能单元充电过程中的谐波和无功电流,将APFC(Ac-tive Power Factor Correction)技术引入到有源滤波器直流储能单元的电压控制中,提出了APF直流储能单元电压数字控制技术与电压控制器和电流控制器的设计方法.仿真结果表明:采用APFC能够主动消除APF充电电流中的谐波和无功电流,提高储能单元的电压稳定性和动态响应特性.     

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.     

有源电力滤波器的最大谐波功率控制

传统有源电力滤波器(active power filter,APF)通过检测负载谐波电流进行谐波补偿,补偿对象固定单一,针对这个问题,提出一种新型的APF控制策略,只需检测并网点(point of common coupling,PCC)电压,就能对所有接入到电网的非线性负载进行补偿。首先对APF进行数学建模,接着介绍虚拟谐波电阻的基本原理及最大谐波功率点跟踪控制算法,通过该算法使APF吸收的谐波功率达到最大,并对直流电压外环和电流内环的比例-积分(PI)控制器参数进行设计,最后通过搭建PSCAD仿真模型,验证了所提控制策略的有效性。     

基于小波变换的并联型有源电力滤波器

并联型有源电力滤波器（SAPF：Shunt Active Power Filter）是当前抑制电网谐波电流的有效手段,主要包括谐波检测和跟踪控制两部分,谐波检测部分是其关键技术,文中分析了小波变换理论,将其应用于谐波检测技术中,并在MATLAB环境下对基于小波变换的谐波检测方法以及对基于这种检测方法的并联型有源电力滤波器进行仿真研究,结果表明基于小波变换的并联型有源电力滤波器能够有效地抑制电网谐波。     

可选择谐波型有源滤波器的检测及其闭环控制

为了实现对电力系统谐波的实时和精确补偿,该文提出了一种用于有源电力滤波器任意指定次谐波的检测方法以及基于该检测方法的闭环控制方法。这种有源电力滤波器由选择性谐波检测环节、电压控制和电流控制环节组成。为了补偿数字控制器和逆变器带来的延时,在检测环节中加入了预测补偿角。电压闭环控制方法借助检测环节实现了对谐波电流发生电路中逆变器直流侧的电压控制。电流闭环控制方法使得实际补偿电流精确地跟踪检测出的谐波指令电流。仿真结果验证了该控制方法的正确性,在采用上述方法后,电源电流得到根本的改善。     

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。     

运用因散经验模式分解算法的谐波检测新方法

为了满足有源电力滤波器(APF)实时、快速地跟踪检测电力系统谐波电流的要求,提出基于因散经验模式分解算法的谐波电流检测法.该方法将电流信号分解成内在模式函数(IMF)形式,在筛分过程中添加高斯白噪声频谱,为IMF解析过程的时域分布设定一致的参考结构,并运用端点效应处理策略确定边界极值点.设计了运用新算法的电流跟踪检测器,并进行了仿真试验.结果表明:该方法不仅在筛分时去除了模式混叠,而且硬件配置简单,检测基波幅值与期望幅值之误差仅为1.08%,可以较精确地分解出电流信号的基波和谐波分量;该方法跟踪检测非平稳信号的延时仅为6 μs,信号的谐波分析实时性比传统的谐波检测法优越,因而该法可用于APF的电流跟踪控制电路和其他的谐波电流检测器.     

5 kW单相非隔离逆变器的研制

针对采用传统PI和比例谐振PR控制的并网逆变器对电网干扰信号的抑制能力较弱问题,提出了一种基于准PR控制策略的单相并网逆变器控制方案,并针对自行研制的一种可大规模用于家庭供电的体积小、成本低的单相非隔离5 kW逆变器进行了仿真研究和并网实验。从硬件和软件两方面阐述了逆变器的设计原理;采用Matlab软件中的S-Function函数进行了仿真分析,控制策略为准PR控制,将其与传统的PI和PR控制器进行了对比,并在仿真基础上用实验样机进行了实验验证。研究结果表明,所提出的准PR控制策略在消除稳态误差、提高网侧电流品质和抗电网干扰等方面,相较于PI和PR控制具有很大的优越性,不仅可以更好地实现无静差控制,且具有可扩展性。凭借准PR控制器的无静差特性,单相非隔离5 kW逆变器在家用供电系统中将具有广阔的应用前景。     

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．     

基于自抗扰控制的光伏并网功率调节系统

 光伏并网功率调节（PVPC）系统是将光伏并网发电和有源电力滤波合为一体的综合系统,它易受电网扰动和外部环境变化的影响,存在诸多不确定性因素。将自抗扰技术应用到PVPC系统的控制中,把系统模型中的不确定因素与外部扰动统一视为系统的未知干扰。通过扩张状态观测器对扰动进行动态观测,然后利用非线性状态误差反馈控制律进行补偿,使系统的控制律与系统内部的参数和未知扰动无关,而仅与系统的给定输入和输出有关,免去了对负载电流谐波和无功的检测,使系统控制过程得以简化。仿真结果表明,所设计的自抗扰控制器能取得预期的控制效果,具有良好的动态性能和较强的鲁棒性。     

非线性准PR双模逆变器的设计

针对光伏发电系统并网与离网两种应用需求,讨论分析并网、离网两种逆变模式的原理及控制策略.提出一种非线性准比例谐振(PR)控制器用于光伏系统并网与离网状态切换过程中的逆变控制,拟通过引入的非线性环节增大系统响应初期增益,提高控制的快速性,以消除切换过程中的电压电流畸变,保障逆变效果的平滑性.Matlab/Simulink仿真结果表明:所提方法具有可行性与有效性.     

HEV自动膜片弹簧离合器转矩跟踪PID控制

在同轴并联混合动力系统和自动膜片弹簧离合器数学建模的基础上,提出一种包含Kalman滤波器、串级变参数PID控制器的自动膜片弹簧离合器转矩跟踪控制策略,设计了变参数转矩环比例控制器,对行程环PID控制参数进行了优化整定,对HEV模式切换过程中,离合器传递转矩的跟踪控制进行了仿真和试验研究.结果表明,所提出的离合器转矩跟踪控制策略具有良好的效果.      

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。     

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SOGI的MMC环流抑制方法

基于模块化多电平换流器的柔性直流输电(high voltage direct current based on modular multilevel converter,MMC-HVDC)系统在电力领域已经占据重要地位,但MMC系统存在环流,会增加开关器件和其他元件的额定容量以及系统损耗,严重影响了MMC的工作特性.为抑制环流,分析了MMC环流中包含的主要高次谐波,针对其中的二次和四次谐波,首先设计了基于二阶广义积分器(second order generalized integrator,SOGI)的多谐波滤波器来提取环流中的谐波分量,其次设计了基于准比例谐振(PR)的环流抑制器.最后在PSCAD中建立了21电平MMC-HVDC模型进行仿真实验,结果表明,与传统的环流抑制方法作了对比,所提出的方法能更有效地抑制环流.     

基于APF的地铁供配电系统谐波补偿研究

随着各种非线性用电设备的广泛使用,造成地铁供配电系统谐波含量不断增加。针对目前大部分地铁车站采用LC无源滤波装置这一谐波治理措施存在的只能消除特定的几次谐波、易产生谐波等缺陷这一问题,提出在地铁降压变电所0.4kV侧装设有源电力滤波器(active power filter,APF)方案,以对供配电系统的谐波进行补偿。阐述了APF的工作原理;引入均流调节器与基于瞬时无功功率理论的i_p-i_q谐波检测法中的低通滤波器级联提出一种基于级联低通滤波器的电流谐波检测改进型方法;引入模糊自适应PI控制器加以电流反馈形成电压闭环控制从而更好地稳定直流侧电容电压以提高谐波补偿效果;最后在MATLAB/Simulink平台构建仿真模型。仿真结果表明所提出的基于APF的地铁供配电系统谐波补偿系统在实现良好地稳定直流侧电容电压的情况下同时能够提高电流谐波的检测精度,具有更优的谐波补偿性能。     

基于PR控制的三相光伏发电并网逆变器研究

在光伏发电并网过程中,为了不影响电网的质量,必须保证光伏发电系统的输出电流与电网电压在频率、相位和幅值上保持高度一致。为了使光伏并网逆变器输出的并网电流满足相关的并网标准,选择合适的并网滤波器以及并网控制策略是关键。为了提高并网电流的质量,减少并网谐波电流对电网的污染,选择带LCL滤波器的三相全桥逆变电路。在并网控制策略上选择基于并网电流和电容电流的双环电流控制,将PR控制引入到双环控制系统中,从理论上分析了PR控制能实现对并网正弦参考电流的零稳态误差跟踪和抗电网电压干扰。将双环电流控制和SVPWM相结合,通过仿真实验证实了系统的稳定性。