基于LCL滤波的三电平有源滤波器研制

永城煤矿部分矿井提升机系统采用直流电动机调速设备,产生谐波,污染电网。针对这一问题,本研究研制了一套基于LCL滤波的三电平有源滤波器以降低系统谐波。该装置采用二极管箝位型三电平拓扑结构,通过电容电流反馈的有源阻尼方法进行谐振抑制,并且将智能化粒子群算法应用于LCL滤波器参数设计。本研究所采用理论及方法,经仿真验证证明其正确可行,可以有效降低系统谐波。通过样机实验结果证明,所研制的有源滤波器可以有效补偿直流提升系统产生的谐波,将电网谐波含量控制在5%以内,满足国家标准。     

基于LCL滤波的三电平滤波器在煤矿电网的应用

针对煤矿提升机供电网络的这一问题,文章采用一种基于LCL滤波的有源滤波器(APF)来达到降低煤矿电网谐波的目的。该滤波器主回路采用NPC型三电平拓扑结构,通过电容电流反馈的有源阻尼方法实现对LCL滤波器的稳定性控制问题。对于有源滤波器(APF)的电流跟踪控制问题,采用基于重复原理的复合控制方法,将比例控制与重复控制结合在一起,有效的解决了传统PI控制的不足,且原理简单,易于工程实现。最后通过Matlab对所设计的LCL滤波器与电流跟踪控制方法进行仿真验证,并通过实验平台对其进行了实验验证。     

基于SVPWM算法的三电平有源电力滤波器的电压空间矢量调制策略

针对煤矿电网谐波问题,提出利用有源滤波的方式来实现抑制谐波。研究的对象是三相三线制并联型有源滤波器,采用三电平的方式还可以提高负载容量,达到对大容量谐波源的治理要求。基于SVPWM算法的三电平电压空间矢量调制策略,将三电平转化为两电平,简化计算,并且对直流侧中点电位的波动进行分析。最后用MATLAB仿真,达到了预期的效果。     

基于LCL滤波的新型矿用APF系统设计

为提高滤波性能,改善滤波器输出电流波形,设计了一种新型有源电力滤波器。通过采用基于傅立叶变换的谐波电流检测算法快速准确地检测三相谐波电流,利用LCL滤波器有效滤除高频谐波及开关纹波。在Matlab/Simulink仿真平台中构建了系统仿真模型,仿真结果表明,该系统具有良好的谐波跟踪和补偿性能,验证了该方案的可行性。     

三电平四桥臂有源滤波器在煤矿电网的应用

针对煤矿电网电能质量低的问题,提出一种电流谐波补偿装置,即三电平四桥臂有源滤波器,在传统两电平四桥臂空间矢量调制算法基础上,采用将复杂三电平四桥臂空间矢量控制问题简化分解成基准电平状态选择和两电平四桥臂空间矢量控制2个部分进行设计的方法。针对煤炭电网中需要对指定次数谐波电流补偿的情况,研究了基于分频控制思想的有源滤波器控制策略;并通过仿真和试验进行了验证,以五次谐波为例,经过三电平四桥臂有源滤波器进行补偿后,五次谐波含量下降约70%,证明了三电平四桥臂滤波器在矿井谐波补偿方面的可行性和优越性。     

基于无功功率理论的有源电力滤波器仿真研究

通过对有源电力滤波器的研究,提出了一种基于瞬时无功功率理论的电流检测和电流滞环控制的有源电力滤波器设计方法。通过仿真验证,证明当电源电压非平衡时,不产生检测误差,可以大大降低谐波对电网造成的危害。     

有源电力滤波器在煤矿电网中的应用

目前,部分煤矿提升机系统采用直流全数字直流提升机电控设备,该设备在运行过程中,会产生大量谐波,对煤矿供电网络产生污染。针对煤矿提升机供电网络的这一问题,采用级联H桥型有源滤波器(APF)来达到降低煤矿电网谐波的目的,对于其交流侧控制,引入了反馈加前馈复合控制,该方法的跟踪性能比传统的反馈控制更加良好。对于直流侧控制,提出了对三相电压以及同相电容电压分别进行控制的方法:通过将有功电流注入参考电流的方法实现三相电压的平衡,同时通过将有功电压注入电压调制波的方法实现同相电容电压的平衡。最后给出了所设计系统的仿真验证。     

有源滤波器在煤矿供电系统中的应用研究

目前非线性负荷在煤矿企业供电系统中的大量应用,使得电网电能质量下降,将产生很大的安全隐患。有源电力滤波器是补偿电力系统谐波及无功功率的重要装置,其谐波检测方法与控制的实时性和准确性是实现有效补偿的一个关键。介绍了基于双DSP的有源电力滤波器的工作原理,提出了应用于谐波电流检测的基于NUTTALL窗的三峰插值FFT算法,最后对整个有源滤波器系统进行了仿真与实验验证。Matlab仿真与实验结果表明:提出的算法能成功地应用于APF并对谐波有较好的抑制。     

基于滑模控制的谐振阻抗型混合有源滤波系统控制技术

基于滑模控制原理,针对矿用谐振阻抗型混合有源滤波系统（RITHAPF）控制技术进行深入研究,并对电网进行无功补偿和谐波抑制。利用开关函数建模法进行系统建模,给出RITHAPF的数学模型。通过对RITHAPF的等效模型的分析推导,提出了RITHAPF系统的收敛和稳定判据。结合离散指数趋近律对离散滑模控制的影响,将连续系统的指数趋近律方法推广到离散系统,证明离散指数趋近律滑模控制对系统摄动和外界干扰依然具有鲁棒性。进一步根据有源电力滤波器的离散数学模型,设计滑模离散数学模型。基于趋近律离散滑模变结构控制设计有源部分的电流跟踪控制器。结果表明,采用滑模控制的谐振阻抗型混合有源滤波器对矿用直流提升系统6 kV母线的无功功率和谐波电流补偿效果良好。     

基于LCL滤波器的高压链式STATCOM电流控制策略

LCL滤波器的应用主要集中于整流器、低压有源滤波器和新能源并网发电方面,在高压链式STATCOM的研究与应用较少。链式STATCOM中IGBT的高频PWM调制产生大量高次谐波,容易对电网造成二次谐波污染,另外链式STATCOM补偿无功电流带宽大,需要兼顾低频段增益和高频段谐波衰减的LCL滤波器配合使用,然而LCL滤波器的三阶特性增加了电流控制难度。针对反馈网侧电流内环的LCL滤波器瞬时值反馈控制难以闭环稳定的问题,利用二阶低通滤波器延时与PI环节保证系统电流内环的动态响应速度与低频段稳态精度,对系统内环电流反馈控制难以对谐波指令信号的跟踪实现无静差,采用基于内模原理的重复控制作为电流控制外环来保证系统在整个工作带宽的稳态精度。结果表明：所提的电流控制策略能很好地抑制16次谐波以下的电网谐波扰动,而且能很好地跟踪频率不超过2 kHz的指令电流。通过计算机仿真与样机实验验证了所提电流控制策略的正确性。     

主井带式输送机供电谐波危害治理改造

为治理主井带式输送机供电谐波危害,将原变频器更换为三电平拓扑技术的变频器,同时加装电力滤波器。有效降低了谐波对电网和控制系统的干扰,谐波电压控制在5%以下。     

高压换流站交流侧滤波装置设计研究

为了加强高压换流站交流侧滤波器的谐波抑制以及无功补偿效果,针对高压换流站交流侧滤波装置设计展开研究。针对无源滤波器的结构及原理进行分析,构建了滤波器阻抗稳态计算的目标函数,进而对其参数进行选择。针对直流输电检修状态时谐波特性,设计无源滤波器的配置方案和参数设定,并搭建仿真模型。其仿真结果得到:在交流侧装设品质因数为50的无源滤波器,对母线第3、5、7、9次谐波有显著的抑制效果,谐波总畸变率从加装前的1.80%减小至0.14%。当系统直流双极在全压情况下运行时,加装滤波器后能够有效抑制系统的谐波电压含有率,并能够降低其电压波形崎岖程度,进而变得光滑。研究结果表明,设计的无源滤波器对换流站交流侧产生的谐波能够起到很好的抑制作用。     

矿井提升机用串联谐振有源电力滤波器PWM控制策略研究

针对矿井大功率直流拖动系统的谐波抑制问题,采用一种新型PWM变流器的拓扑结构,即直流侧混合型贮能且串联谐振工作方式,构成了无源+有源的新型并联型有源滤波器的结构形式。对无源+有源的新型有源滤波器进行PWM控制策略的研究,推导出基于傅里叶变换的谐波控制策略,用于对三相电力系统的5、7、11、13次谐波进行补偿。用TMS320F240 DSP实现提出的控制策略,在实验室搭构试验样机进行实验研究。研究表明,系统的5、7、11、13次谐波得到了很好的抑制,网侧电流的THD从264%减小到12.8%,谐波总畸变率有明显降低,从而验证了控制策略及其实现的有效性。     

矿用并联混合有源电力滤波器的研究

针对煤矿供电网需要实时动态地补偿电网中瞬态变化的谐波电流,提出一种基于空间电压矢量脉宽调制技术的控制策略;设计了一种适用于煤矿供电网的并联混合有源电力滤波器(PHAPF)的拓扑结构,并对拓扑结构的控制策略进行了研究,控制策略直接影响到有源电力滤波器的滤波性能。混合有源电力滤波器的有源电力滤波器经过三相耦合变压器,串接LC串联谐振无源滤波器,降低有源滤波器的容量和承受的基波电压。通过理论分析和Matlab仿真,验证了混合有源电力滤波器的控制策略能够提高煤矿供电网的电能质量。     

煤矿提升机谐波检测与抑制的仿真研究

以矿井直流提升机供电系统产生的谐波为研究对象,采用动态谐波检测和抑制方法,对电网进行了谐波治理与无功补偿.运行MATLAB软件仿真了其谐波特性,并进行谐波动态检测和抑制仿真,仿真结果表明:该方法可以实时检测提升机供电系统中的谐波,并可对谐波进行有效抑制,经过该有源滤波器处理后,提升机系统谐波总畸变率降至1％左右,功率因数接近为1.     

煤矿电网谐波分布及抑制对策研究

针对非线性负荷和大功率电力电子设备引发供电系统出现大量的高次谐波,造成电力系统电压、电流波形畸变,电能质量下降,对电力系统的安全、经济运行产生重大危害等问题,根据普查与分析得到煤矿电网谐波的分布情况,做出了煤矿供用电设备的谐波等效电路模型,提出了有源滤波器可有效地抑制电网高次谐波,它将成为今后煤矿供电系统中主要的滤波电器。     

基于LCL滤波器的中高压链式STATCOM 参数设计

目前LCL滤波器的研究主要集中于整流器、有源滤波器APF和新能源并网发电方面,在中高压链式STATCOM方面研究较少。建立基于LCL滤波器的中高压链式STATCOM的数学模型,其次研究中高压链式STATCOM的各级直流侧电容和纹波之间的变化关系,设计出容量2.8 MVar电压6 kV链式STATCOM主电路的参数值,基于LCL滤波器各参数变化与电流纹波抑制和装置效率之间的限制条件,在此基础上提出在满足电流纹波抑制效果、电压损耗和装置效率3个要求的前提下,设计出滤波效果最优的LCL滤波器的参数值。最后通过计算机仿真与实验装置验证LCL滤波器参数设计方案的正确性。     

基于三电平SVPWM简化算法的有源电力滤波器研究

介绍了电力系统的谐波问题,阐述了有源电力滤波器(APF)的基本工作原理和瞬时无功功率理论,在此基础上,建立了三电平APF的数学模型,并且结合三电平SVPWM简化算法完成了APF系统实验研究,解决了APF在煤矿高电压大功率场合下的应用问题,实验结果证明了该方案具有良好的谐波补偿效果。