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.     

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．     

一种改进的基于正弦函数变步长LMS算法的谐波检测方法

自适应谐波电流检测方法相对于其他谐波电流检测方法来说,具有实现简单、鲁棒性强等特点。针对有源电力滤波器(APF)的滤波特性,提出了一种改进的基于正弦函数变步长LMS算法的谐波电流检测方法。对于单纯抑制系统谐波电流以及同时兼顾抑制谐波与补偿无功这两种情况,该改进算法分别采取与传统方法不同的反馈信号作为自适应滤波器权系数迭代反馈量,并采用基于正弦函数的变步长LMS算法控制步长的变化,达到有效跟踪目标信号的目的。详细推导了两种情况下系统的直接误差信号,并将其作为正弦函数LMS算法的控制量来控制步长更新。通过MATLAB仿真对改进算法与传统固定步长算法进行比较,证明了改进算法的优越性。     

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.     

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.     

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。     

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DSP的全数字永磁电机推进系统

针对永磁推进电机低转速、大转矩、轻噪声的运行要求,其控制应具备良好的低速性能。根据最大转矩/电流矢量控制原理,该文提出了一套以数字信号处理器(DSP)为核心的全数字永磁同步电动机推进系统控制方案,给出了交直交脉宽调制(PWM)驱动方式的硬件结构,以及比例积分调节、空间矢量PWM(SVPWM)等软件设计。仿真和实验结果表明,系统动态响应快,转矩脉动小,谐波含量少,低速性能良好,能够满足舰船电力推进的需要。     

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。     

并联有源滤波器的迭代学习控制方法及其设计

在系统存在非线性负载下,谐波电流呈现激烈波动并存在许多不连续点,对有源滤波器设计高性能的电流跟踪控制器是非常重要的。基于传统设计的控制器,在不连续点处性能有限,同时要求控制器增益高,但高增益控制器易引起系统的高频振荡甚至不稳定。由于在非线性负载下所需补偿的谐波电流为周期性,利用迭代学习控制的学习特性,设计三相并联有源滤波器,可以有效的避免控制器的高增益现象,同时提高电流追踪性能,大大减小了谐波总畸变率,功率因素也得以提高。实验制作的以DSP为控制CPU实现迭代学习控制器的系统中,运行结果表明本文方法效果良好。     

改进谐波检测法在三相四线制有源滤波器中的应用研究

为提高有源滤波器谐波电流检测的跟踪速度和精度,对传统FBD检测方法进行了改进。结合FBD检测方法和瞬时无功理论,实现三相四线制电容分裂式有源电力滤波器上下电容的均压控制;为提高谐波电流的检测精度和动态响应速度,利用滑动窗口均值滤波方法替代原有的低通滤波器,对有源电力滤波器的补偿效果有很大的提高。最后通过仿真分析比较,验证了改进方法有效性和可行性。     

一种预测型谐波检测方法的研究

准确、快速地检测系统电流中的谐波成分,是保证有源电力滤波器具备良好工作性能的关键.本文阐述了针对电网中谐波变化的特点,提出一种谐波电流实时检测方法,能够正确预测出未来时刻的谐波电流值.     

有源滤波器电流检测方法对比研究

有源电力补偿是减少谐波干扰和提高功率因数的必要措施,本文针对有源滤波器同步电流检测法和ip-iq电流检测法进行对比分析,仿真结果表明两种方法各有优势.为满足APF电路中输出电流对指令电流追踪的准确性和快速性要求,两种方法的结合是实现综合补偿的发展方向.     

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。     

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．     

三相三线有源电力滤波器的电流控制策略研究

本文讨论了一种三相三线大功率有源电力滤波器电流控制策略.大功率APF拓扑采用三个单相H桥构建一个电压型变换器拓扑结构,三角型连接.APF系统直接采用三个单相独立控制的策略.本文提出一种补偿电流复合控制策略,系统具有谐波抑制、无功补偿的特性.在理论分析和仿真的基础上,构建一台大功率有源电力滤波器装置,实验验证了所提的方法的有效性.     

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