电力有源滤波器直流侧电压控制关键技术的研究

为了实现对电力有源滤波器(APF)直流侧电压的有效控制,本文通过三段式软启动建压措施克服装置投入瞬间的冲击电流,并从主电路的拓扑结构找到直流侧电压的取值方法,提出了基于电压偏差平方值PI控制的策略降低了装置的空载电流,改善了补偿效果.样机的实际运行工况验证了系统控制方案的可行性,对电力有源滤波器的研制以及工程应用有一定的指导意义.     

单相串联型直流侧有源电力滤波器

提出了一种单相串联型直流侧有源电力滤波器。与传统的单相有源电力滤波器相比,有源开关的数量减少了一半,简化了电路结构,降低了成本。串联型直流侧有源电力滤波器采用双环控制,电流控制跟踪电源电压变化,电压控制调整有源电力滤波器的能量流向。通过改变有源电力滤波器上储能电容电压极性,实现对电感电流的连续可控,提供负载所需要的谐波电压,使电源电流成为与电源电压同频同相的正弦波,从而实现谐波治理。这种控制方法具有结构简单、补偿效果好等优点。仿真结果验证了所提出理论的正确性。     

APF装置中直流侧电压和交流侧电感特性研究

并联型有源电力滤波器是目前常用的抑制谐波和补偿无功功率的电力电子装置。直流侧母线电容与交流侧进线电感是有源电力滤波器的关键元器件,合理的选择母线电容电压与交流侧电感电抗值,对系统补偿电流的产生有着较大的影响。文章理论分析直流侧电容电压和交流侧进线电感参数的选取原则,通过大量仿真验证比较不同参数对有源电力滤波器性能的影响,仿真结果对有源电力滤波器的系统设计有着积极的参考价值。     

有源电力滤波器直流侧电压新的控制策略

针对有源电力滤波器(APF)直流侧电压传统PI控制策略参数难以确定的问题,设计了一种基于模糊控制的参数自整定的模糊PI控制器.通过对APF的工作原理分析可知谐波电流补偿效果与直流侧电压稳定密切相关.以实际电压与给定电压的差值及其变化率为输入量建立模糊控制规则,实现PI参数自调节的目的.MATLAB仿真结果表明,在模糊PI控制策略下,直流侧电压更稳定,APF滤波效果也更好.     

组合多电平式APF直流侧电压平衡控制策略

H桥级联式多电平变流器用于有源电力滤波器(APF)时,H桥功率单元直流侧电容电压的平衡制约着系统补偿的性能.通过对应用两电平变流器或H桥级联式多电平变流器的APF的研究,提出了更有利于实现多电平APF直流侧电容电压平衡控制的组合式多电平变流器拓扑;以新的多电平拓扑为基础,提出了2电压环的直流侧电压控制策略,解决了多电平有源电力滤波器直流侧电压平衡问题.仿真实验证明,该组合式多电平变流器拓扑是有效实用的,直流侧电容电压平衡控制策略也具有良好的控制效果.     

耦合变压器型串联直流有源电力滤波器的研究

针对大功率稳定直流电源对负载的低纹波要求，提出了一种耦合变压器型串联直流有源电力滤波器．采用检测无源滤波支路纹波电压的控制方法，有源电力滤波器实现了大功率相控整流电源输出的低纹波要求，并且有源电力滤波器的补偿效果在放大倍数为1时最佳．为了保证变压器铁芯不饱和，必须给这种耦合变压器的铁芯增加气隙．在此基础上，讨论了耦合变压器的基本设计方法．实验结果验证了耦合变压器型串联直流有源电力滤波器具有良好的补偿性能．     

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。     

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。     

神经模糊控制APF在电力推进船舶中的应用

采用有源电力滤波器(APF)进行谐波抑制与无功补偿,提出一种基于混合神经模糊控制策略的APF,并将之应用到电力推进船舶中.仿真实验结果表明,本文提出的APF较常规APF具有更好的谐波抑制效果,直流侧电压等动态性能更佳.     

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。     

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.     

阻抗耦合的双Boost型三相直流侧有源电力滤波器

针对三相不可控整流桥,提出一种基于阻抗耦合的三相直流侧有源电力滤波器的拓扑结构及其控制策略,该滤波器由阻抗网络和不对称双Boost电路构成。控制策略采用平均电流控制,分别采用前沿和后沿调制方法来获取两个Boost电路的开关信号。与一般的直流侧有源电力滤波器相比,减少了1个有源开关和1个电容,可以降低成本,而直流侧也不再存在电压不平衡的情况。最后通过仿真验证了该拓扑结构的正确性和有效性。     

参数在线模糊整定与递推积分PI控制的并联三相四线APF

针对传统的比例积分PI控制在有源电力滤波器电流跟踪控制中动态响应慢和补偿电流与实际补偿电流误差大而谐波补偿效果不理想问题,为了提高有源电力滤波器的谐波补偿性能,加快动态响应速度,提出了模糊调节参数在线整定与递推积分PI控制相结合的控制算法。设计的算法结合了递推积分PI控制对采样点误差逐个周期积分的特点和PI参数模糊自适应在线整定算法的优点,MATLAB仿真实验表明:本文方法比传统PI控制谐波含量降低了4.59%,证明了新算法的可行性与正确性。     

新型三相三线制并联有源滤波器的模糊滑模控制方法

为了提高有源滤波器参考电流跟踪控制的精度,改善系统对非线性负载扰动的鲁棒性和适应性,采用一种新型的模糊滑模控制方法,设计了一种模糊滑模控制器,用于三相三线制并联有源滤波器的参考电流跟踪控制.谐波电流检测采用p-q谐波电流检测方法,能快速、准确地检测出负载电流中的谐波分量.直流侧电压采用PI控制方法实现稳定控制.Simulink仿真结果显示,与传统的滞环比较控制方法相比,所设计的新型模糊滑模控制方法能够有效地降低跟踪误差,提高有源滤波器的谐波补偿效果.     

APF直流侧电压的自适应模糊-PI控制

有源电力滤波器( APF)直流侧电压的波动状态直接影响到系统的补偿效果.将模糊控制理论与传统的PI控制相结合,通过判断误差和误差变化率的所属模糊范围,输出比例和积分的调整因子,从而实现对PI参数的自整定.这种方法可以大大提高系统的鲁棒性、动态特性,并降低超调,同时保留PI控制对系统静态误差的解决能力.Matlab中的仿真结果证明了该控制策略的正确性与高效性.     

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.     

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.     

基于时域的电流检测新算法的进一步研究

针对传统电流检测算法存在的问题,提出了一种基于时域的电流检测算法.采用该算法的并联型有源电力滤波器可抑制谐波、校正功率因数、消除三相不平衡等.着重分析了该算法中各分量对应的物理意义,这对有源电力滤波器容量的选择具有指导意义.根据负载是否平衡,采用不同窗口宽度的滑动窗作为低通滤波器,保证了新的电流检测算法具有良好的检测精度和动态性能.实验结果证明,采用该算法的有源电力滤波器能够满足不同的补偿目的,且具有良好的精度(静态补偿实验时,补偿谐波后电流总畸变率为1 31%)和动态性能(动态补偿实验时,动态过程中电流总畸变率小于4%,且不会引起直流侧电压波动).     

基于自适应理论谐波检测的电气化铁路有源滤波器仿真研究

随着我国电气化铁路进程的不断推进,所带来的电能质量问题日益严重,主要表现为负载电流中谐波电流和无功电流含量高,不仅会损坏电气设备、影响电力机车正常运行,还会对电网造成严重危害。本文针对以上问题,研究了适用于电气化铁路谐波补偿的混合型有源电力滤波器。本文分析有源滤波器的基本原理,结合电气化铁路负荷特性确定了有源电力滤波器(APF)的拓扑结构;研究了自适应谐波检测算法,利用MATLAB建立了电力机车电流源模型,并对谐波检测算法进行仿真;分析了控制策略,采用直流侧电压控制方法;对整个混合型APF系统进行了仿真,证明其具有良好的谐波补偿性能。     

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.