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APF的静止无功发生器应用研究

针对目前井下电网中功率因数偏低、线路运行电流高、无功损耗大以及谐波污染等问题,设计出一种基于有源电力滤波器(APF)的静止无功发生器,采用APF不仅可以降低自身产生的谐波含量,而且还能够对负载的谐波和无功进行补偿,采用三电平技术和多重化技术,实现了有源滤波的功能。该装置在山东能源新矿集团翟镇煤矿井下掘进面和采区面的测试结果表明,其动态响应时间优于5ms,柔性启动技术保证了电网无冲击,模块化小型化设计易于安装,并可多台并列直挂电网运行,推广性较强。     

组合式多电平有源电力滤波器的研究

有源电力滤波器(APF)能同时兼顾谐波与无功补偿,目前已成为是改善系统品质的一种有效手段。针对大容量矿用电力滤波器以及均压问题,提出了一种新的组合式多电平拓扑结构,即在级联H桥拓扑结构的基础上每相再串联一个半桥逆变单元,且各相半桥部分共用一个电容。该拓扑结构通过H桥级联部分既可实现高压大功率逆变,解决了APF的容量问题,又通过各相半桥部分共用一个电容可促进三相电容电压均衡,解决了APF均压问题。仿真实验验证了该方案的正确性与有效性。     

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。     

基于分频控制三电平四桥臂APF在煤矿中的应用

针对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的问题。文章以三电平四桥臂APF为研究对象,采用基于分频控制思想的有源滤波器控制策略,重点分析了指定次谐波电流补偿分频控制技术,最后通过MATLAB对所设计的系统进行仿真验证,并通过实验平台对控制策略进行实验验证。     

多电平逆变器在PMSM矢量控制系统应用

针对两电平逆变器在PMSM控制系统中转矩特性、输出电流不理想的问题,对多电平逆变器中的二极管钳位三电平逆变器进行了详细分析,在Matlab/SIMULINK环境对基于两电平与三电平逆变器的PMSM系统性能进行了比较。表明:多电平逆变器输出电流波形接近正弦波,谐波成分小,转矩脉动小,多电平逆变器优于两个多电平逆变器。     

煤层气开采用游梁式抽水机静止无功发生器设计

针对应用于煤层气开采领域的游梁式抽水机配电网功率因数偏低且谐波含量较大导致的供电质量问题,进行了三电平静止无功补偿技术的研究。在分析了配电网无功、谐波产生原因的基础上,设计了基于二极管箝位型三电平逆变器的静止无功发生器拓扑结构和电压电流双闭环控制策略,简化了三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略,同时搭建了试验样机并应用于山西晋煤集团蓝焰煤层气公司生产现场。实践结果表明,电网平均功率因素提高到0.99,所设计的三电平静止无功发生器可有效提高游梁式抽水机配电网功率因数,同时有效降低配电网电流谐波含量,从而提高了配电网的供电质量。     

矿井提升机变频器谐波检测及抑制策略研究

针对矿井提升机变频器输出电流谐波难以检测且危害大等问题,提出了一种基于有源电力滤波装置(APF)的新型矿井提升机变频器谐波检测及抑制策略。该策略采用的谐波检测算法简单,无需复杂的坐标变换且具有较小的延时,同时将二阶广义积分锁相环(PLL)引入APF中以提高谐波环境下的相位跟踪,两者结合能够有效提高APF对矿井变频器的谐波补偿性能。最后,通过仿真验证了所提方法的可行性和有效性。     

五电平电压源逆变器的仿真控制

目前多电平逆变器大量应用在高压大容量交流传动以及电力系统领域,针对三电平电压源逆变器输出的电压谐波分量高的问题,采用了二极管钳位五电平电压源逆变器。分析了五电平逆变器的矢量调制基本原理,通过MATLAB/SIMULINK软件平台对三电平与五电平逆变器进行仿真比较,证明了五电平逆变器的优点与可行性。     

煤矿井下电网有源电力滤波器接入位置和容量研究

针对煤矿井下电网谐波污染严重的问题,提出了一种确定井下电网有源电力滤波器接入位置和容量的计算方法,该方法不仅可以抑制煤矿井下电网的谐波污染,还可以有效的降低谐波治理的投资成本。在该方法中,建立了基于瞬时无功功率的离散化APF时域模型以及基于固定成本和容量成本的优化模型,使用了粒子群优化算法对优化模型进行了求解,保证了所得最优解更加符合工程实际。通过仿真对有源电力滤波器接入位置和容量的计算方法进行了验证,结果证明了其正确性。     

单周控制的四相补偿APF在煤矿电网的仿真研究

针对近年来煤矿提升、通风以及运输设备中广泛使用变频器、整流器等电力电子装置所产生的大量谐波问题,提出一种性能优越、实用前景很强且较为先进的单周控制四相补偿APF。把单周控制原理与APF理论相结合,从而推导出该APF控制方程,并设计出相应的单周控制器,最后对此APF在煤矿电网进行了仿真研究。     

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。     

基于直接功率控制法的并联型有源电力滤波器故障容错方法

提出一种基于直接功率控制法的并联型有源电力滤波器(active power filter,APF)故障容错方法。通过预测APF输出电压的参考值,并利用空间矢量脉宽调制法(space vector pulse width modulation,SVPWM)控制实际输出的电压跟踪参考值,以保证APF的瞬时功率跟踪参考功率,从而实现直接功率控制。当APF主电路中的开关器件发生故障时,利用故障状态下的4个有效电压矢量合成获得参考值。矢量合成中采用一种七段式细分方式,给出了不同扇区内电压矢量的作用时序和作用时间。该方法能够保证APF在故障状态下继续稳定工作,从而显著提高其工作可靠性。仿真和实验结果证明了该方法的有效性。     

组合趋近律滑模控制算法在APF中的应用研究

有源电力滤波器(APF)被公认为是治理电网谐波最有效的手段,但存在固有的抖振问题。针对实际APF系统对控制性能的要求,提出基于组合趋近律的离散滑模控制算法,在滑模运动前期采用指数趋近律,在滑模运动后期采用变速趋近律,以削弱系统的抖振,提高系统稳态性能,实现更好的信号跟踪效果。     

露天矿山三相四线供电3D-SVPWM谐波补偿技术

提出一种四桥臂电网的三维空间矢量脉宽调制(3D-SVPWM)谐波补偿方法。在建立三相四桥臂APF拓扑结构及数学模型的基础上,采取分类算法对参考电压矢量所处区域进行判断分析,并根据中间变量的线性组合直接获取基矢量的作用时间。最后,基于片上系统(SOC)的四桥臂APF样机进行算法验证,结果表明所提3D-SVPWM控制方法满足调制度约束、总谐波抑制、动态响应等关键性能指标,验证了3D-SVPWM技术应用于露天矿山电能补偿系统的可行性和有效性。     

滑窗迭代DFT算法在电力谐波检测中的仿真研究

有源电力滤波器要求动态补偿准确、实时检出电网中瞬变的畸变电流。针对现有检测方法的不足,提出一种基于离散傅里叶变换的滑窗迭代DFT算法,实时测出谐波参考指令电流。该算法计算量小、容易工程实现,经过扩展,该算法还能应用于检测特定谐波。仿真实验结果验证了该算法的有效性和可行性。     

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。     

基于电压信号的快速谐波提取电路设计

近年来,随着电力电子器件技术的发展,电力电子设备得到了广泛的应用,但电力电子器件导致的谐波含量对电网的污染也越来越重。对电网的安全稳定运行造成了很大的隐患。目前有源电力滤波器(APF)技术的应用为谐波抑制提供了一种非常有效的方法,但实际工作时普遍采用DSP作为核心控制器件的方法存在着锁相不准确、输出时序不同步等问题。提出了一种基于电压信号进行补偿的方法,有效解决了锁相、不同步等问题。     

低压供电三级保护节能方案的应用

针对低压供电系统因谐波和电压波动等因素给机电设备造成的危害,采用三级保护、节能布控设计,既提高了功率因数、节能效果显著,又降低了事故率、大大提高了低压供系统的安全可靠性。