并联型有源电力滤波器电流控制的等效原理

详细分析和论证了基于负载谐波与无功电流检测的并联有源电力滤波器(APF)和基于电源电流直接控制的APF控制方式之间的内在联系,得出二者在电流控制上等效这一重要结论。给出基于上述等效原理的APF新型控制方案,该方案是在传统方案基础上,省掉负载和APF电流检测单元以及谐波及无功电流或基波有功电流运算单元。分析了该方案与传统控制方案之间的关系,结果表明:传统控制方案中的谐波及无功电流检测信号只是APF直流侧电容电压闭环控制前向通道中的一个前馈信号。基于新方案制作了一台单相APF实验样机,实验结果验证了该文结论和所提方案的正确性和有效性。     

有源电力滤波器谐波及无功电流检测的不必要性(二)——仿真及实验

在经理论分析得出经典有源电力滤波器(APF)中的谐波及无功电流检测不是必需的结论的基础上,推出经典APF电流控制策略与电源电流直接控制策略之间的等效关系.在经典控制方案基础上,省掉了负载和APF电流检测单元以及谐波及无功电流或基波有功电流运算单元,保留了经典APF中的电容电压控制器和电流控制器,提供了一个廉价而高性能的APF控制方案.最后对基于上述两种控制策略的APF进行了仿真研究,并用电源电流直接控制方案开发了一台单相APF实验样机.仿真和实验结果验证了理论分析的正确性.     

三相有源电力滤波器控制方法的研究

基于单周控制的三相有源电力滤波器(APF)虽不需谐波检测电路,电路相对简单,但只能同时补偿谐波和无功电流,且要求电源电压无畸变,故有局限性。为此将ip-iq谐波检测法和单周控制方法相结合,利用ip-iq法检测负载电流的谐波和无功分量,以单周控制作为电流跟踪控制方式,推出单周控制方程,基于此的建模和仿真研究结果表明:APF可灵活地补偿非线性负载的谐波和无功电流,且补偿效果良好,有一定可行性。     

不平衡负载下并联有源电力滤波器的补偿性能

实际工业现场存在谐波、负序及无功等问题需予抑制以满足其他用户的用电要求,而有源电力滤波器(APF)是一种新型电力电子装置,除抑制谐波外,对于不平衡三相电路,还可同时抑制基波负序电流。为准确检测出不平衡负载的谐波与基波负序分量,APF的低通滤波器采用移动平均滑窗算法并在研制的66 kVA的APF基础上对不平衡三相电路进行了补偿。仿真和实验结果证明了所研制的APF可以快速、准确地检测出基波负序及各次谐波电流,补偿后的系统侧电流畸变率从28.5%降至2.79%,充分达到了谐波抑制的国际标准。     

三相四线有源电力滤波器的产品实现及其应用

阐述了基于FBD法的三相四线制并联型有源电力滤波器(APF)电流检测算法,对三相四线制系统中的无功电流、谐波电流、零序电流分别进行了检测.分析了三相四线制APF的主电路拓扑结构、控制系统硬件原理及算法的软件实现流程.现场工程应用案例证明了该系统的可行性和有效性.     

SVC和APF联合系统的研究

提出了静止无功补偿器(SVC)和有源电力滤波器(APF)联合运行进行无功补偿和谐波治理的方案;介绍了系统的拓扑结构、分析了系统的稳定性,指出当APF采用"只检测特定次谐波电流"的检测方法时,其与SVC的耦合程度小,系统能稳定运行.在此基础上,研究了一种适用于APF的k次谐波电流检测方法,并深入分析了SVC和APF的控制策略.样机实验结果验证了k次谐波电流检测方法和控制策略的有效性和正确性.     

基于电源电流和负载电流检测的前馈加反馈的三相四线制APF控制策略

三相四线制有源电力滤波器(APF)可以补偿非线性负载产生的各次谐波、三相不平衡电流、零序电流及无功电流。提出一种新型谐波电流检测法,可以检测三相四线制系统各次谐波的正、负、零序分量及无功分量。提出一种同时检测负载电流和电源电流的前馈加反馈控制策略,检测负载电流进行前馈控制,检测电源电流进行反馈控制,既保证了谐波补偿效果又具有良好的动态性能,可以用于快速变化的非线性负载的谐波补偿。由于各次谐波分量在其相应的同步旋转坐标系下为直流量,反馈控制采用多个同步旋转坐标系下的积分控制,可以实现几乎100%补偿各次谐波分量。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。     

定频积分控制三相三线有源电力滤波器

有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)采用定频积分控制(Unified Constant-frequency Integration Control,UCIC)摆脱了先检测无功电流,然后根据检测信号产生补偿电流的传统控制方法,简化了APF结构,降低了成本。实验证明,采用该方法的三相三线AFP可有效消除谐波,提高功率因数并可补偿供电点的电压波动。     

有源电力滤波器谐波及无功电流检测的不必要性(一)

从并联型有源电力滤波器(APF)直流侧电容电压以及APF电流的双闭环控制角度出发,分析和探讨了谐波及无功电流检测对APF补偿精度的影响.结果表明谐波及无功检测信号只不过是电容电压闭环系统中的一个前馈补偿信号,其存在不但不能提高反而影响谐波及无功的稳态和动态补偿精度.通过进一步研究和比较负载电流突变时APF补偿电流的跟随性能,得知谐波及无功检测信号对提高APF跟随负载有功电流分量突变能力的作用也十分有限,因此认为经典APF的谐波及无功检测是不必要的.     

谐波与无功电流解耦及复合双向补偿的研究

提出了一种谐波与无功电流解耦及复合双向补偿的控制策略,即该控制策略既能单独补偿谐波电流或无功电流,使装置运行在有源电力滤波器(Active Power Filter,简称APF)模式或静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,简称STATCOM)模式,又能同时复合补偿谐波和无功电流,使装置运行在APF和STATCOM复合工作的模式.以实验室的复合电流质量调节装置低压实验样机为平台进行了实验分析,结果证明所提出的控制策略是有效可行的.     

三相并联型有源电力滤波器的仿真研究

分析了三相并联型有源电力滤波器的系统结构和工作原理,介绍了基于三相瞬时无功功率理论的指令电流计算方法和主电路的控制策略,在此基础上建立了有源电力滤波器的仿真模型,并在MatLAB／Simulink平台上对该模型进行了仿真。仿真结果表明谐波计算方法正确,主电路控制策略合理,所设计的有源电力滤波器能够有效地抑制谐波电流,显著提高了电能质量。     

有源电力滤波器谐波检测与补偿在采油平台电网的应用研究

针对采油平台电网谐波检测和补偿的不足,提出基于瞬时无功功率理论的检测方法,并对该方法进行分析。仿真和试验证明,该检测法不仅动态响应速度快,而且精度好。对于补偿控制策略,建立了并联型三相三线制有源电力滤波器的数学模型,对空间电压矢量PWM控制基本原理进行研究。仿真和样机结果表明,基于空间电压矢量PWM技术的补偿电流控制方法的补偿效果最佳。     

低压并联型有源电力滤波器谐波检测算法的研究

研究了低压并联型有源电力滤波器的谐波检测算法。通过d-q变换对三相电流进行坐标变换,提取其基波有功分量,从而检测出其谐波与无功分量。该改进算法为电流的d-q变换提供精确的参考相位。采用改进的检测算法,电压畸变不会影响该算法检测的精确度,并能有效地检测负载电流的谐波与无功分量。     

三相四线制APF电流检测复合算法的研究

并联型三相四线制有源电力滤波器(APF)具有良好的滤波效果,其关键是能准确地补偿谐波电流,在此问题上谐波电流检测显得至关重要.为此,提出一种基于自适应有限脉冲响应(FIR)预测与FBD电流检测相结合的电流检测算法,通过Matlab仿真证明了理论的正确性,并在一台15 kVA的样机上验证了这种新算法的可行性与有效性.     

人工神经网络在电能质量调节器中的应用仿真研究

运用人工神经网络控制模式和一种新型控制算法,设计了一种可同时补偿无功和抑制谐波的并联有源电力滤波器.经MATLAB仿真,结果证明,所提出的有源电力滤波器控制技术及其控制算法,对消除谐波和补偿无功电流起到了更好的作用.     

基于自适应神经网络的有源电力滤波器谐波电流提取方法

对有源电力滤波器(APF)谐波检测方法进行研究,将自适应神经网络(ADNN)的信号处理技术应用于三相非线性负载的谐波电流检测中,提出了一种基于ADNN检测方法。该方法的主要特点是不仅能检测谐波电流中的基波成分,也能检测出其中不同的高次谐波分量的幅值和相位。通过搭建一个基于DSP三相并联APF的实验系统来证实该方法的有效性,并与传统的傅里叶变换法和d-q算法相比较,验证其具有更快的动态响应。最后,通过分别对感性负载和容性负载进行阶跃变化操作试验检验所提出的ADNN检测法的APF谐波补偿特性,并获得了优良的补偿性能。     

三相四线制系统任意次谐波电流的检测新方法

利用有源电力滤波器补偿电力系统的无功和谐波电流时,为实时准确地检测出谐波电流,根据通用瞬时无功功率理论,提出了一种适用于三相四线制系统的任意次谐波电流的检测方法。该方法以传统的ip-iq法为基础,适当修改变换矩阵就可检测不对称系统任意次谐波的正序、负序分量,再等价三角变换所得的每相电流零序分量以检测出任意次谐波的零序分量,相加所得的正、负和零序分量即得到任意次谐波电流。该方法克服了传统的ip-iq法不能用于三相四线制系统任意次谐波检测的缺陷,具有原理简单,检测精度高和稳定性好等特点。理论分析和仿真结果都证实了该方法的准确性。     

容错型三相四开关有源电力滤波器及其控制策略

有源电力滤波器(APF)多基于三相六开关拓扑,为提高其运行可靠性,提出一种基于元件冗余的三相四开关容错型APF。针对三相六开关APF的故障判别,应用功率器件承受电压变化识别桥路开路故障;研究了基于谐波检测APF补偿算法与控制电源电流跟踪电网电压APF补偿算法的关系,指出容错型APF切换控制中更适合采用电源电流直接跟踪补偿算法;在三相四开关APF数学模型基础上,研究了直流母线中点偏移对三相四开关APF补偿性能的影响,提出一种直流中点电压差值前馈补偿方法。扩展了配置直流侧储能的情况下,容错型APF的有功调节实现方法;设计了APF容错控制切换策略和硬件实现的电流滞环跟踪控制电路,在建立的三相四开关APF平台上,实验验证了所提方法的有效性。     

dSPACE控制的三相四线有源电力滤波器

采用基于dSPACE控制的三相四线有源电力滤波器实现电网谐波的集中抑制方案.提出基于dSPACE的实时仿真,实现对有源电力滤波器(APF)的电流电压采样,补偿电流基准的检测计算,以及高性能的恒频滞环电流控制和直流侧电压的PI稳压调节,提高APF控制算法以及参数调试的效率.基于MATLAB的仿真和基于dSPACE的实验结果证明,采用新型检测算法和控制的三相四线有源滤波器能对电网电流进行集中净化,具有良好的补偿效果,证实了基于dSPACE控制的APF的可行性和正确性.     

滑窗迭代DFT法APF直流侧稳压控制研究

有源电力滤波器(APF)是抑制电网谐波的新型方法,其补偿性能主要取决于谐波检测环节和控制环节,同时直流侧稳压控制是APF正常工作的前提。引入滑窗迭代DFT谐波电流检测方法;提出一种稳压电流各相均分的直流电压控制策略;从功率平衡的角度分析了电压环PI调节器参数设计方法。建立仿真模型及设计实验样机,仿真和实验均验证了滑窗迭代DFT法谐波检测的快速性和精确性,以及所提直流侧稳压控制策略的正确性。