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。     

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.     

基于瞬时无功功率理论的谐波检测中低通滤波器的研究

电力有源滤波器基于瞬时无功功率理论的i_p、i_q运算的谐波检测方法中,对低通滤波器截止频率的选取范围给出理论推导。同时,用MATLAB建立谐波检测仿真模型,针对低通滤波器截止频率及阶数对谐波检测精度和速度的影响进行仿真。通过对仿真结果的分析,得出较为理想的低通滤波器截止频率及阶数,并进行了验证。仿真结果证明,低通滤波器选择截止频率为25Hz,阶次为3次可以有效检测谐波。     

谐波电流数字检测技术的计算机仿真

随着计算机技术的日益普及,对电网谐波的数字检测已成为一种发展趋势。文章提出了一种基于数字技术的谐波电流检测方法,它能实时地检测出基波有功分量、无功分量以及谐波分量。由于所提出的检测方法具有数字滤波的良好特性,较之采用模拟低通滤波器检测谐波具有更好的实时性以及更优良的动态响应特性。     

基于虚拟仪器的谐波和无功电流检测

出了一种基于滤波器组的瞬时谐波和无功电流的检测方法。该滤波器组中的低通滤波器是一个均值滤波器,用来得到无功电流。该滤波器组中带通滤波器在基频处无衰减,相位无延时,能将2次以上的谐波全部滤掉。得到了该滤波器的递推关系,大大节约了计算量。基于此滤波器设计的识字谐波检测方法可用于任何一种电力系统的谐波补偿装置中,并且可以对谐波和无功电流分别补偿。理论推导和基于虚拟仪器的实验表明,该数字谐波检测系统既保留了数字滤波器的准确性,又克服了长期以来数字滤波器跟随性能差的问题。     

小波神经网络在电力谐波检测中的应用

电网谐波检测技术是影响有源电力滤波(APF)发展的关键技术之一。由于电网谐波具有固有的非线性、随机性、分布性、非平稳性和影响因素的复杂性等特征,对谐波进行实时准确检测较难,因此研究对电力系统中的谐波进行检测的方法非常重要。提出将小波和神经网络结合构成小波神经网络的谐波检测法,对小波神经网络进行了设计,仿真结果表明该方法能实时、精确地对电网谐波进行检测。     

低通滤波器对谐波检测电路的影响

通过对基于瞬时无功功率理论的一种谐波电流检测方法的研究,利用ＭＡＴＬＡＢ仿真软件建立了相应的仿真电路,就其中的低通滤波器对谐波电流检测效果的影响进行了仿真研究。结果表明,低虎波顺的截频率、阶数和类型对检测电路的动态响应过程、检测精度都有很大影响。文中的仿真研究结果能为设计谐波检测电路提供指导。     

基于DSP的三相有源滤波器谐波检测研究

基于广义瞬时无功功率理论，借助dq变换分析了三相有源滤波器DSP控制器中谐波检测模块中低通滤波器设计的特定要求。利用MATLAB软件建立了谐波检测的仿真模型，通过分析比较不同类型、阶数、截止频率低通滤波器对谐波检测效果的影响，确定了谐波检测模块中的各项参数指标。     

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。     

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MATLAB的并联型有源滤波器三角载波电流控制的仿真

有源电力滤波器用于动态谐波抑制和无功补偿,可以有效地改善电网质量,其主要由谐波电流检测和谐波补偿两部分组成。本文在介绍了瞬时无功功率理论以及APF三角载波比较控制方法的基础上,采用ipiq谐波电流检测方法和三角载波控制方法,在MATLAB软件中建立了APF三角载波电流控制仿真模型。仿真结果表明,采用这种方法可以有效的抑制谐波。     

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.     

有源电力滤波器滞环电流的模糊控制策略

针对有源电力滤波器(APF)固定环宽滞环电流控制补偿范围有限的问题,提出一种基于模糊控制的可变环宽滞环电流控制策略.通过对APF的建模和对滞环电流控制原理的分析可知谐波电流补偿能力与滞环环宽密切相关.以指令电流与实际电流的偏差及其变化率为输入变量建立模糊控制规则,实现滞环环宽随补偿要求进行调节.PSIM仿真结果表明:所提方法可以改善APF对谐波电流的跟踪性能,尤其是在过零点和顶点时性能改善较为明显.实验样机的实验数据证明,该方法可以加强APF谐波治理效果,有较好的实用性.     

适用于低压电网的有源电力滤波器研究

谐波对低压电网和其他系统的危害很大,有源电力滤波器（APF）由于有很好的滤波特性及动态特性好等优势,成为目前解决谐波问题和改善电能质量的有效方法之一。本文介绍了APF的研究现状,并提出一种适用于低压电网的APF技术,最后讨论了APF在建筑领域的实际应用。     

基于传统i_p-i_q谐波检测方法的改进研究

基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法中,均采用低通滤波器,而不同类型的滤波器检测到的谐波电流不同,并且存在着检测精度与动态响应之间的矛盾。针对这些问题,提出使用RBF神经网络去替代低通滤波器实现滤波以提高检测精度与速度,并基于Matlab/Simulink对此改进进行仿真验证,证明其可靠性与可行性。     

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.     

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.     

滑动平均滤波在谐波和无功电流检测中的应用

为改善电网电能质量,提出一种采用滑动平均滤波的无锁相环谐波和无功电流检测方法.该方法通过选择滑动窗宽度,采用移动指针的方法构建滑动平均滤波器,代替传统的低通滤波器以减小检测延时,并采用电网电压矢量的同步参考坐标变换代替锁相环以减小检测误差,利用Matlab/Simulink对负载突变的情况下进行仿真研究.结果表明:与传统检测方法相比,该方法可以更加快速而准确地检测谐波和无功电流,易于数字实现.     

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。