并联有源滤波器控制策略研究

有源滤波器(APF)是消除电网中非线性负载产生的电流谐波的有效手段,本文分别对并联APF和并联混合APF的控制策略进行了研究。针对某一类非线性负载,提出了一种在单一同步坐标系下的复合控制器,包含PI和重复控制器。该复合控制器结合了PI和重复控制器的优点,能够消除稳态误差和改善系统鲁棒性。本文详细研究了复合控制器的设计方法,对控制系统稳定性进行了分析。所提控制方法在三相并联有源滤波器系统进行了验证,实验结果证明了所提出的混合控制器具有优异的性能。将有源滤波器(APF)和无源滤波装置(PF)结合起来构成混合有源滤波器(HAPF)是当今的发展趋势,既弥补了无源滤波装置的固有缺陷,又能充分发挥有源滤波器的优势。本文对无变压器型混合并联有源滤波器的设计原则进行了研究,提出了具体的设计方法以及电感值和直流母线电压之间的关系。同时,分别给出了HAPF进行补偿负载电流谐波和阻尼电网电压谐波放大这两种不同应用时的控制策略,对其滤波和阻尼特性进行了详细的分析。为了改善HAPF性能,在控制策略中引入了广义积分控制器。实验结果证明了混合并联滤波装置的优异性能。     

应用串联校正解决有源滤波器稳定性问题

分析了系统电抗和负荷电抗对基于检测系统电流的并联型有源滤波器(APF)控制算法稳定性的影响,并给出了基于串联校正的解决方案。对于电压源型非线性负载,由于系统电抗和负荷电抗的影响,在使用并联型APF进行谐波补偿时不但会出现谐波放大现象,而且影响并联型APF电流跟踪控制算法的稳定性。建立了并联型APF,系统电抗和负荷电抗的详细电路模型,并通过闭环传递函数控制模型分析了电流跟踪控制算法的稳定性。使用比例谐振(PR)控制验证了该数学模型的合理性,并提出了串联校正解决方案,实验结果验证了该模型和解决方案的正确性。     

有源电力滤波器稳态和动态特性分析

文中对有源电力滤波器(active power filter,APF)的多种拓扑结构和多种控制策略进行了分析研究,以控制负载谐波电流、电网谐波电流、滤波支路谐波电流、负载谐波电压4种基本控制策略为基础,对并联混合型APF、串联混合型APF以及APF与PF(power filter,PF)串联后并入电网等几种典型的APF结构进行稳态和暂态分析,为合理选择APF结构及其控制策略提供理论依据。文中给出了APF工作在稳态和动态时实验波形,验证了理论分析的正确性,所得到的结论对APF的结构选择和实际应用具有一定的指导意义。     

有源滤波器在d,q坐标系下的PI-模糊谐振控制

有源电力滤波器(APF)被认为将代替传统LC无源滤波器,用来治理线路上非线性负载及开关器件产生的谐波和无功电流.APF为消除谐波,逆变器必须根据指令输出补偿电流,而谐波电流随时间快速振荡变化,因此电流控制器对谐波电流的跟踪能力决定了APF的性能高低.在此分析了并联型APF的电流控制数学模型,针对并联型APF提出一种简单...     

并联混合有源滤波器复合控制策略

将广义积分PI控制器与基于虚拟电感的指定消谐前馈控制算法结合提出了一种新的复合电流控制策略.其中,前馈控制器的基本思想是:在指定谐波频率处将有源滤波器(APF)控制成一个"虚拟电感",与无源滤波器(PF)发生串联谐振,为谐波电流提供一个低阻抗通路,动态性能良好.前馈控制对PF参数依赖性强,控制精度难以保证;而广义积分PI控制器能够无稳态误差地对特定频率谐波进行补偿,但是对于变化的负载,广义积分PI控制器需要数个周期才能实现谐波电流的精确跟踪.因此,该复合控制策略保证了混合有源滤波器(HAPF)既具有良好的动态性能又有较小的稳态误差,而且能对谐波进行分次补偿.实验结果证明所提控制策略是可行的和有效的.     

混合型有源滤波器在衡钢供电系统的应用研究及参数设计

衡钢供电系统中主要为炼钢电弧炉、大功率整流设备及轧制机械等非线性谐波源负载,产生大量的谐波电流,并引起系统中电压畸变,针对衡钢供电系统谐波治理现状,利用现有的无源滤波器(PF),提出了一种适合于衡钢供电系统谐波治理的并联混合型有源滤波器(APF)的拓扑结构,并对其无源滤波部分和有源滤波部分的参数进行了设计。仿真结果表明并联混合型APF能够很好地滤除母线电流中的谐波分量,具有较好的动态补偿和抑制谐波的能力,具有重要的理论意义和工程实用价值     

混合型有源滤波器在衡钢供电系统的应用研究及参数设计

衡钢供电系统中主要为炼钢电弧炉、大功率整流设备及轧制机械等非线性谐波源负载,产生大量的谐波电流,并引起系统中电压畸变,针对衡钢供电系统谐波治理现状,利用现有的无源滤波器(PF),提出了一种适合于衡钢供电系统谐波治理的并联混合型有源滤波器(APF)的拓扑结构,并对其无源滤波部分和有源滤波部分的参数进行了设计.仿真结果表明并联混合型APF能够很好地滤除母线电流中的谐波分量,具有较好的动态补偿和抑制谐波的能力,具有重要的理论意义和工程实用价值     

有源电力滤波器的新型拓扑结构和控制策略

着重介绍了用来抑制谐波和补偿无功功率的几种有源电力滤波器(APF)如并联型、串联型、串-并混合 型、无源有源混合型的拓扑结构。由无源滤波器(PF)与APF组合而成的混合型APF是目前较好的拓扑结构。对 比分析了可影响APF性能的几种适于APF的控制策略如基于空间向量的滞环电流控制、单周控制、无差拍控制 等,这些控制策略随着DSP技术的快速发展可方便地实现数字化,十分适合APF的控制。低损耗、低价格及大功 率、高频率的APF是未来的发展方向。     

一种新型并联有源滤波器控制策略的研究

现有的有源滤波器多采用开环控制算法,其谐波补偿性能受参数不确定和干扰的影响较大.详细论述了并联型有源电力滤波器(Active Power Filters,简称APF)直流侧电压的控制策略和补偿电流的跟踪控制,采用TMS320LF2407 DSP完成了并联型APF系统的硬件和软件设计.试验结果验证了提出的并联型APF控制策略的正确性和有效性.     

高压大容量串联混合型有源电力滤波器的关键技术

基于基波磁通补偿的串联混合型有源电力滤波器(active power filter,APF)应用于高电压、大容量的谐波抑制场合时,受变压器励磁支路谐波电压的影响,逆变器不能等效为基波电流源,其输出电流将含有大量的谐波,从而影响滤波效果。以逆变器为核心,推导出在励磁支路谐波压降影响下的串联变压器的谐波等效阻抗。并以此为基础,从理论上分析励磁电感和变比对串联变压器谐波等效阻抗和APF滤波效果的影响。仿真结果验证了理论分析的正确性。最后,针对广东某厂10kV、1MVA电力负荷,研制一套基于基波磁通补偿的串联混合型有源滤波器工程样机,取得非常好的滤波效果。     

基于PCI总线的有源滤波器控制电路

有源电力滤波器提供了一种很好的滤除谐波电流的方法,它是通过产生一定量的电流去补偿由非线性负荷引起的谐波电流。针对目前有源滤波器系统的下位机与工控机通常利用RS232或RS485进行数据传输时存在传输速度慢和实时性差的情况,提出了采用具有数据吞吐量大和数据传输率高等特点的PCI总线来实现通讯设计。实践表明基于PCI总线的DSP控制电路不仅提高了数据通讯的速度,而且提高了系统控制板卡的可靠性。     

大功率混合型APF用于大型冶炼厂谐波治理

为消除电力系统谐波及其巨大危害,根据大型冶炼厂谐波治理的特点,提出了一种新颖的拓扑结构-大功率混合型有源滤波器,它将串联谐振注入型有源滤波器与无源滤波器并联混合,由电容静态补偿无功功率,由有源和无源部分共同抑制谐波。实践证明该装置具有较好的滤波效果和一定的无功补偿能力。     

静止无功补偿器与有源电力滤波器联合运行系统

提出一种具有功率因数校正、补偿负载不平衡和滤除电网谐波电流的静止无功补偿器(static var compensator,SVC)和有源电力滤波器(active power filter,APF)联合运行系统电路结构。其中,SVC由晶闸管控制电抗器(thyristor controlled reactor,TCR)及固定电容器(fastness capacitor,FC)组成,主要用来快速补偿无功,并通过对其三相不对称控制来消除电网三相不对称和负序电流;APF部分主要用来消除电网及SVC引起的谐波电流,同时抑制固定电容器与电网等效阻抗间可能的串并联谐振。在分析SVC和APF联合运行系统基本工作原理的基础上,对联合运行时的控制方法进行研究。仿真和实验结果证明了该联合运行系统的可行性。     

新型混合型滤波器设计

根据目前常见的几种混和有源滤波器,提出1种注入式混和有源滤波器,使有源滤波器不再承受基波电压,最大限度地减少了有源滤波器的容量。阐述混和有源滤波器和注入式有源滤波器的工作原理,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,通过样机实验验证结论正确性。     

一种混合型有源电力滤波器的研究

提出了一种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。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,使有源电力滤波器能够应用于大功率场合。     

注入式混合型有源滤波器研究

提供了一种大容量、低成本的注入式混合型有源滤波器以适用于高压系统同时进行谐波抑制和无功补偿,其中,利用大容量无源滤波器实现谐波抑制和无功补偿;采用有源滤波器改善系统滤波效果并阻尼无源滤波器与系统阻抗之间的串、并联谐振。讨论了采用检测电网电流的控制策略时,注入式混合型有源滤波器的工作原理,其基本思想是通过对有源部分进行适当控制来等效增大电网支路的谐波阻抗。从抑制电网阻抗与无源滤波器之间的串、并联谐振,改善无源滤波器的滤波效果以及提高整个系统的鲁棒性3个方面详尽分析了注入式混合型有源滤波器的稳态补偿特性。相关仿真结果及工程应用效果均证明了该混合型有源滤波器对于同时进行谐波抑制和无功补偿的可行性。     

一种用于高压混合有源电力滤波器的复合控制方法

针对一种适用于高压交流系统的混合有源电力滤波器结构,提出了新的复合控制方法,较好地满足了谐波补偿控制系统稳定性和补偿精度的要求。该方法能精确补偿事先指定的若干次负载谐波电流,同时能削弱泄漏到系统中其余次数的谐波电流,并可以阻尼滤波器支路和系统阻抗间可能的谐振。该方法滤波效果好,实现简单,适用于高压交流系统的谐波补偿。仿真和实验结果证明了复合控制方法的有效性。     

谐振阻抗混合型有源电力滤波器的建模与补偿特性分析

针对谐振阻抗混合型有源电力滤波器的结构特点,建立了谐振阻抗混合型有源电力滤波器的数学模型。在该数学模型基础上,分析了基于检测电网侧谐波电流和负载侧谐波电流的复合控制策略下电流放大倍数变化、电网阻抗变化、无源滤波器失谐和基波串联谐振电路失谐对有源电力滤波器滤波特性的影响。仿真结果表明,该混合型有源电力滤波器具有良好的滤波特性,所得结果可为实际应用提供有效的参考。     

一种三相大容量有源电力滤波器的研究

为了提高串联型有源电力滤波器的容量,提出串联变压器的二次侧多补偿绕组结构。每个补偿绕组配置一个逆变器,通过逆变器向相应的补偿绕组注入基波电流,当变压器原副边基波电流满足基波电流补偿条件时,串联变压器的一次侧对基波电流呈现很低的阻抗,而对谐波电流呈现很高的阻抗,从而迫使谐波电流流入无源滤波电路。研制了一套100 kVA的样机,实验结果证明此滤波器具有很好的滤波特性。     

新型复合神经网络控制的并联有源电力滤波器

为向用户提供高质量的电能,同时消除负载对供电系统的不利影响,提出了一种新的基于复合神经网络的并联有源电力滤波器(APF),并将其应用于配电系统的谐波治理中.采用复合神经网络组成APF提取控制回路,它分为补偿信号提取回路和逆变器控制回路两部分.前者确定电流中的谐波成分,后者通过对PWM逆变器的输入信号的调整使逆变器提供更精确的补偿.仿真结果表明,复合神经网络控制的有源电力滤波器能够显著降低供电系统中的畸变,且反应迅速,补偿精度高,效果稳定.