基于PCHD模型的APF自适应模糊无源控制研究

为改进有源电力滤波器APF的电网电流补偿效果,基于APF的端口受控哈密顿(PCHD)数学模型,采用互联和阻尼配置无源控制(IDA-PBC)方法,设计了通过模糊控制实现注入阻尼在线调整的无源混合控制器。同时,为提高APF的直流侧电压控制能力,采用自适应模糊PI控制器,实现比例系数与积分系数的在线调整。利用所提出的控制器,可有效补偿电网电流,抑制负载电流谐波,使电网电流为近似正弦波;同时,获得更好的直流电压动静态性能。在Matlab/Simulink仿真平台上搭建APF自适应模糊无源混合控制器的仿真模型,对APF的谐波补偿性能进行了仿真实验研究。仿真结果表明所提出的自适应模糊无源混合控制策略是可行的。     

基于复合模型预测控制策略的三电平APF研究

电力有源滤波器(Active power filter,APF)是消除电网中非线性负载产生的电流谐波的有效手段之一。提出一种三相静止坐标下的基于模型预测控制复合控制器,复合控制器由改进的自适应广义积分器和模型预测控制两部分组成。该复合控制策略有效地整合了预测控制和自适应广义积分器的优点,在最大限度利用模型预测进行谐波电流快速跟踪的同时,采取自适应广义积分器对各次谐波进行无静差跟踪控制。所提出的复合控制器与三电平电压空间矢量调相结合,能够消除单独预测控制交流变量时所存在的稳态误差问题和改善系统鲁棒性。详细研究了复合控制器的设计方法,并给出了系统的参数设计和稳定性分析。最后通过实验验证了控制方法的正确性和有效性。     

单相并联型有源电力滤波器研究

针对在传统电流PI控制方式下,单相并联型APF不能充分补偿3次谐波的问题,在不影响系统控制性能及补偿效果的前提下,加入适当的比例-谐振(PR)控制器对原电流PI控制器进行改进,针对性地补偿3次谐波电流。利用LCL型滤波器的优越性在APF的交流侧替代了L型滤波器与电网相连;采用了适用于单相电路的SDFT谐波电流检测方法,从负载电流中提取基波和3次谐波;针对3次谐波电流进行了PR控制器设计,并分析了改进后整个电流闭环系统的控制性能。最后通过Matlab/Simulink验证了改进后控制方法的可行性。     

基于复合型自适应广义积分器三电平APF研究

电力有源滤波器(active power filter,APF)是消除电网中非线性负载产生的电流谐波的有效手段之一。提出一种在三相静止坐标下的基于自适应理论的复合控制器,复合控制器包括改进的自适应广义积分器和PI控制器。在最大限度利用PI控制器进行谐波电流快速跟踪的同时,采取自适应广义积分器对各次谐波进行稳态无静差跟踪控制。提出的复合控制器与三电平电压空间矢量调相结合,能够消除单PI控制交流变量时所存在的稳态静差问题和改善系统鲁棒性。详细研究了复合控制器的设计方法,并给出了设计参数和系统的稳定性分析。基于MATLAB/Simulink仿真平台,对基于自适应广义积分器的三电平APF控制系统进行了仿真分析,最后通过实验验证了控制方法的正确性和有效性。     

基于超稳定理论的自适应控制在单相有源滤波器中的应用

为了降低滤波参数对单相有源滤波器(APF)的补偿效果的影响,提出了基于超稳定理论的模型跟随控制策略。首先对非线性APF模型线性化,并把线性化后的模型等价由前向回路和反馈回路构成,根据超稳定性理论,反馈回路满足波波夫积分不等式,前向回路的传递函数严格正实,由此设计自适应模型跟随控制律。仿真结果表明所提控制策略较PI控制的补偿效果更好,不仅可以有效消除电网谐波电流,而且具有更强的参数抑制能力。     

基于PI+QPR控制的单相有源电力滤波器研究

单相系统中,利用并联型有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)进行谐波治理时,传统的电流比例积分(Proportional Integral,PI)控制方式具有较快的响应速度,但3次谐波电流不能得到充分抑制,针对这一问题采用准比例谐振控制器对3次谐波电流进行跟踪控制。APF系统采用LCL型滤波器结构与单相系统相连,使用陷波滤波器对ip-iq谐波电流检测算法进行改进,以提高谐波电流检测精度,消除数字低通滤波器输出侧直流信号中的低频波动问题。最后通过Matlab/Simulink建立单相并联型APF谐波治理系统模型,验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

基于瞬时无功功率理论谐波检测算法的优化

三相四线制并联有源电力滤波器(APF)能实时补偿谐波电流和无功电流,控制器算法作为APF的核心部分,其性能优劣直接影响到APF的补偿效果,而影响控制器性能的关键因素是谐波检测算法和谐波补偿算法。为此首先对不平衡系统中p-q算法存在的问题进行改进,并增加直流侧电压控制的PI调节,然后在dq坐标系下经过Clark-park逆变换,得到与系统谐波相对应的谐波补偿电流,最后用Simulink仿真软件建立APF的仿真模型进行仿真试验。结果表明,基于此控制策略设计出的APF谐波检测更加准确,对系统谐波具备更好的补偿效果。     

有源电力滤波器的双环模糊自适应PI控制

有源电力滤波器(APF)的直流侧电压稳定、补偿电流准确跟踪对APF的补偿效果起着至关重要的作用。针对非理想情况下APF精确数学模型难以获得,传统比例积分(PI)控制器参数难以整定,导致系统动、静态性能差,电网谐波电流补偿效果不理想的问题,给出一种电压电流双环模糊自适应PI控制策略,实现APF直流侧电压PI控制器和补偿电流PI控制器参数的自适应调节,弥补了APF在实际应用中采用传统PI控制器参数整定困难,自适应能力不足的缺陷。仿真和实验结果表明:该控制策略下系统具有的良好的动、静态性能,以及较好的谐波电流补偿效果。     

自适应离散滑模控制在APF中的应用研究

由于非线性负载的广泛使用,电力系统中的谐波和功率因数降低的问题日益严重,针对上述问题,设计了一种基于自适应离散滑模控制方式的有源电力滤波器(active power filter,APF),用以抑制谐波和提高功率因数.在APF数学模型的基础上,对谐波信号即控制信号进行自适应离散滑模变结构分析来控制开关的通断.仿真波形表明,与应用滞环控制方法的APF系统比较,自适应控制算法的跟踪效果更好,得到的电网波形更接近正弦波.最后给出了APF样机调试结果的波形,有效验证了该算法的正确性.     

基于自适应逆控制的有源滤波器合成阻性负载

电力系统电网电压总存在畸变和不平衡，有源电力滤波器(Active power filter, APF)对谐波和无功进行补偿时，采用传统的正弦电流合成(Sinusoidal Current Synthesis，SCS)方法，公共连接点处的电压畸变会导致谐波传输的问题。而采用阻性负载合成(resistive load synthesis，RLS)方法，补偿后的主电流与实际的电网电压具有相同的波形，系统特征表现为阻性，可以有效的阻尼系统中的谐波传输。文中将自适应逆控制的方法应用于APF的控制来合成阻性负载，在补偿谐波和无功的同时，阻尼系统的谐波传输,将系统的功率因数校正为1。采用自适应逆控制方法，不需要知道广义有源滤波器的确切参数，逆控制器系统可以自动跟踪电路参数而实时建模。仿真和实验结果证实所提出的算法的有效性。     

基于输入输出反馈精确线性化的三相APF控制

将输入输出反馈精确线性化控制方法应用于三相有源电力滤波器非线性控制中。首先建立三相有源电力滤波器的仿射非线性系统模型,推导出了其输入输出反馈精确线性化非线性反馈控制律,实现三相并联型有源电力滤波器有功补偿电流和无功补偿电流的解耦控制器设计。最后使用Matlab进行仿真验证,仿真试验结果表明,该控制策略能较好地实现APF的解耦控制,具有较好的补偿特性,经该控制算法补偿,谐波畸变率限制在2%以下。     

自适应频率跟踪的谐波电流检测方法

针对电网电压的频率在运行过程中会发生变化,导致谐波电流检测精度下降并直接影响到有源电力滤波器的补偿效果,为此提出了一种基于自适应频率跟踪的谐波电流分频检测方法。该法根据普罗尼谱估法中电导矩阵的频率变化情况,采用LMS算法在线优化从而能独立实时地检测出各相电流中的基波和各次谐波分量,并且直接处理检测结果,具有优良的跟随性能。仿真结果证明了该方法的可行性。     

一种新型的并联有源滤波器非线性解耦控制方法的研究

以谐波治理为研究目的,针对有源滤波器模型是存在强耦合、非线性、结构复杂的系统的问题,提出一种利用微分几何方法建立了三相并联型有源电力滤波器的仿射非线性模型,使谐波电流与直流侧电压实现解耦,且可以独立地对其分别控制。同时提出了当负载发生变化存在迟滞的动态补偿方法,该方法可以很好地补偿谐波,改善功率因数,提高电网的利用率。在控制方法上利用仿射模型线性化后控制主电路,与常见控制算法对比,发现总谐波畸变率(THD)明显降低。最后,利用matlab2010b平台仿真证明了整体思路的正确性和有效性,为实现有源滤波器装置提供了可行性分析。     

三相APF非线性解耦控制的建模与仿真

有源电力滤波器(APF)是电力系统谐波的有效治理手段之一,但APF主电路为电压源逆变器(VSI),由于开关频率的限制,是一个强非线性耦合系统,给控制器设计及应用带来困难。为此,首先建立了三相电压型有源滤波器系统仿射非线性模型;然后基于微分几何理论,提出该模型的状态反馈精确线性化方法以建立其线性化模型;最后对有源滤波器三相进行解耦并实现了精确解耦控制器的设计。仿真结果表明了所建模型及设计控制算法的有效性,经该控制算法补偿,谐波畸变率限制在2%以下。     

Model reference adaptive sliding mode control using RBF neural network for active power filter

In this paper, a model reference adaptive sliding mode (MRASMC) using a radical basis function (RBF) neural network (NN) is proposed to control the single-phase active power filter (APF). The RBF NN is utilized to approximate the nonlinear function and eliminate the modeling error in the APF system. The model reference adaptive current controller in AC side not only guarantees the globally stability of the APF system but also the compensating current to track the harmonic current accurately. Moreover, a sliding mode voltage controller based on an exponential approach law is designed to improve the tracking performance of DC side voltage. Simulation results demonstrate strong robustness and outstanding compensation performance with the proposed APF control system. In conclusion, MRASMC using RBF NN can improve the adaptability and robustness of the APF system and track the given instructional signal quickly.     

基于自适应数字滤波的谐波检测

现代电力系统中,非线性负荷引起的谐波降低了系统对其它电力用户的供电质量,威胁着系统的安全经济运行。近年来发展起来的一种新型补偿措施－－有源电力滤波器,能有效抑制电力系统中非线性负荷引起的谐波污染。对谐波电流的快速准确检测是实现其功能的关键,研究了用于有源电力滤波器的谐波检测手段,在分析现有谐波检测手段的基础上,提出一种采用自适应数字滤波检测谐波电流的方法。这种方法简单,易于用ＤＳＰ实现,能满足有源     

基于遗传算法的有源电力滤波器直流母线电压控制

随着电力电子装置的普遍应用,其非线性特征而引起的电网电压和电流畸变越来越引起人们的重视,有源电力滤波器(APF)是一种较好的谐波滤除装置,但存在直流侧电压不稳的问题。分析了影响APF直流侧电压稳定的几个因素,推导了电压源型有源电力滤波器的数学模型,结合遗传算法辅助优化计算了该系统中APF的PI调节系数,MATLAB/simulink仿真验证了该方法的可行性,为遗传算法在PI整定方面的研究提供了借鉴。     

独立电源系统有源滤波器输出电流相位对其补偿性能的影响

非线性负载的广泛应用,导致独立电源系统中含有大量的谐波电流和无功电流,严重影响电源的供电质量,有源滤波器通常被用来滤除电网中的谐波电流和无功电流。首先,定性分析引起有源滤波器输出电流相位滞后的原因,并利用Matlab建立系统的数学模型,通过仿真定量分析相位滞后对有源滤波器补偿性能的影响;然后,提出有源滤波器输出电流相位滞后补偿的方法。仿真和实际工程的应用,证明所提方法是有效和可行的。