一种单相电力滤波器电路结构的设计

提出了一种单相并联混合型有源电力滤波器电路结构.该电路由有源滤波器与基波串联谐振支路并联再与无源滤波电路串联构成,用于抑制非线性整流负载产生的谐波电流流入电源侧.在该电路中,无源滤波器分担大部分抑制谐波和无功补偿的任务,减少了有源滤波器的容量;有源电力滤波器用于改善无源滤波器的滤波效果和抑制它与系统阻抗可能发生的谐振.理论分析和实验结果表明,该混合型有源滤波器充分发挥了无源滤波器和有源滤波器各自的优点,改善了无源滤波器的滤波性能,同时使有源滤波器不再承受基波电压,因此最大限度地减少了有源滤波器的容量,从而使有源电力滤波器能够应用于大功率场合.     

针对大功率非线性负载的有源滤波器

采用现有有源滤波器对大功率非线性负载进行谐波滤除时,要求逆变器同时具有很大的容量和较高的开关频率,这必然增加逆变器的技术难度和成本,限制了有源滤波器在大功率场合的应用.作者针对这一问题提出一种新型并联混合型有源滤波器,根据非线性负载产生的主要谐波分量设计逆变器以减小逆变器电流容量,同时逆变器输出电压频率较低,逆变器开关频率可相应降低.逆变器与无源滤波器电感并联,当逆变器发生故障时,无源滤波器仍能正常工作.由于并联滤波电感的分流作用,逆变器电流减小.此外,还提出一种以ip-iq法为基础的单次谐波电流检测方法.Matlab仿真结果表明,并联混合型有源滤波器滤波效果与现有并联混合型有源滤波器的滤波效果接近,但其中逆变器电流减少50%.     

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。     

基于灰色预测的有源滤波器预测控制技术

为了有效地补偿非线性负载中的谐波电流,针对数字化的有源滤波器(APF)内部结构固有的延迟特点,提出基于灰色预测的APF预测控制方案;利用灰色系统理论建立负载谐波电流的灰色预测模型,并将其用于APF谐波补偿控制装置．通过仿真,将所提出的基于灰色预测的方法与目前常用的非预测控制方法进行比较,结果表明文中所提出的控制方法是可行的．     

一种实用的混合有源电力滤波器的设计和仿真

提出了一种结构简单,实用性比较强的拓扑结构,分析了混合有源滤波器(HAPF)各部分器件参数选取的方法,并介绍开关管关断尖峰电压的抑制措施;实验仿真结果表明,这种混合有源滤波器较好地发挥了无源滤波器(PF)和有源滤波器(APF)的优点,并减小了系统的容量,具有良好的无功电流和谐波电流补偿效果.     

基于MMC技术的有源滤波器可行性分析

当有源滤波器(active power filter,APF)用于电气化铁路等大容量谐波补偿时,现有电力电子器件的载流能力的提高限制了其所容许的开关频率,较低的开关频率直接影响高频电流的跟踪能力,并使输出谐波含量增加。此外当APF用于大容量场合时,需要保障APF具有较大的补偿容量,避免补偿装置的频繁投切对电网造成的扰动。模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)结构因具有结构模块化易于扩展、所需元件少等优点,其研究对APF灵活扩容具有重大意义,且多电平结构的有源滤波器自身输出谐波含量少,适用于有源补偿场合。本文对MMC及基于MMC技术的APF进行数学模型分析,通过数学公式证明模块化多电平变换器可以应用于APF中,并提供补偿性能。     

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.     

串联型有源电力滤波器对谐波抑制的分析

文章介绍了串联型电力有源滤波器的系统结构及工作原理 ,并对研制的串联型 A PF实验样机的控制方法及其电路进行了分析和研究。实验结果表明 ,串联型 APF对电压型谐波源负载具有良好的谐波抑制作用。在实际应用中 ,串联型 APF既能对单个大容量电压型谐波源负载进行补偿 ,也能对多个小容量电压型谐波源负载进行集中补偿。     

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     

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．     

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。     

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.     

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。     

基于遗传算法混合有源滤波器参数的多目标优化

为了解决混合有源滤波器(hybrid active pow erfilter,HAPF)参数匹配以及无源部分和有源部分容量的合理分配,提出一种基于小生境遗传算法的多目标满意优化设计方法,较为全面地考虑HAPF的容量、滤波效果、无功补偿等因素,使得多目标参数求解达到协调满意的效果。优化结果表明:有源部分容量仅为滤波器容量的6.4%,电流总畸变率降低到0.8%,同时满足系统无功功率需要,降低了HAPF系统的投资,提高性能价格比,达到HAPF实用化及谐波抑制的目的。     

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.     

改进型直流侧有源电力滤波器参数设计及仿真

针对直流侧串联型有源电力滤波器(active power filter,APF)输出不可调压和控制电路较复杂的特性,提出一种输出可调压的改进型直流侧串联型APF拓扑。从理论上分析了改进型直流侧串联型APF电路拓扑和基本工作原理,根据电路功率因数预调节原理,给出了主电路参数设计方法。利用零极点配置法对电压环和电流环进行了设计。同时主电路功率开关采用同频率控制,进一步简化控制电路。与并联型APF相比,该拓扑简化了主电路结构,进一步减少有源开关的数量,具有输入电流谐波低、功率因数高、输出电压调节范围宽、成本低等优点。仿真结果证明了所提出拓扑的正确性和可靠性。     

并联型电力有源滤波器的仿真研究

在介绍并联型电力有源滤波器及其控制方式的基础上，提出了并联型电力有源滤波器的仿真模型，并使用科学计算软件Ｍａｔｌａｂ对该模型进行仿真，最后给出了与实验相一致的仿真结果。