基于复合控制策略PITHAPF的稳态补偿和谐振抑制特性

新型并联电抗式混合有源电力滤波器（PITHAPF）的耦合变压器两端并联了一个附加电感,它为基波无功电流提供通路,有源部分不承受基波电压,因而更适用于高压系统的动态谐波治理和大容量的无功补偿。从理论上分析了PITHAPF的复合控制策略,定义了负载谐波电流影响因子和电网谐波电压影响因子。仿真结果和实验结果证明了当电网谐波电流的控制参数取负虚数且负载谐波电流的控制参数取1时,PITHAPF具有很好的谐波补偿和谐振抑制特性。     

FBD法及复合控制在有源滤波器中的应用

与瞬时无功理论相比，FBD（Fryze Buchholz Depenbrock）谐波电流检测算法不仅可以应用于三相系统，也可以应用于非三相系统。文中提出了引入电网电流环的复合控制方法，设计制造了基于FBD谐波电流检测原理的大容量三相三线制有源电力滤波器产品。该复合控制算法能有效减小因输出滤波器存在时延和相移带来的不利影响，从而提高有源滤波器的补偿效果。通过仿真和理论分析，讨论了该控制方法在不同负载条件下的补偿效果。仿真和现场实验结果证明了该方法的可靠性和实用性。     

FBD法及复合控制在有源滤波器中的应用

与瞬时无功理论相比，FBD（Fryze-Buchholz-Depenbrock）谐波电流检测算法不仅可以应用于三相系统，也可以应用于非三相系统。文中提出了引入电网电流环的复合控制方法，设计制造了基于FBD谐波电流检测原理的大容量三相三线制有源电力滤波器产品。该复合控制算法能有效减小因输出滤波器存在时延和相移带来的不利影响，从而提高有源滤波器的补偿效果。通过仿真和理论分析，讨论了该控制方法在不同负载条件下的补偿效果。仿真和现场实验结果证明了该方法的可靠性和实用性。     

一种光伏并网与电能质量复合控制系统的设计

结合光伏并网发电系统和有源电力滤波器,研究了一种既能够并网发电,又可以实现无功补偿、电网谐波电流滤除的新型系统。提出了适用于该系统的无差拍复合控制策略,并给出了该策略的原理和复合指令的计算方法。最后,搭建了仿真模型和实验平台,给出了该系统的具体实现方案。运行数据验证了系统结构和控制策略的有效性和合理性。     

一种新型的高压直流输电系统交流侧谐波电压测量方法

准确有效地进行高压直流输电系统交流侧谐波电压测量是掌握直流输电系统实时运行状况,研究分析交流滤波器设计正确性、有效性的重要前提和依据,该文提出一种新颖的高压直流输电系统交流侧谐波电压的测量方法,以解决目前缺乏高性价比高压谐波电压测量手段的问题。该方法测量流过交流侧滤波器各支路的电流,根据对电流的谐波分析结果,结合滤波器的元件参数或已知的阻抗?频率特性,即可简单方便地计算得到交流侧的谐波电压。该方法仅需在传统交流滤波器的基础上进行简单改造即可实现,测量电压谐波精度高,扩展了交流滤波器的功能。给出该方案的原理和谐波电压的计算方法,对利用不同滤波器进行谐波电压测量的性能进行比较,研究滤波器参数变化和电流传感器测量精度对谐波电压测量结果的影响。通过仿真计算验证所提出方法的正确性和有效性。     

高压配电网电能质量综合补偿系统

提出了一种具有谐波与无功综合治理功能的高压配电网电能质量综合补偿系统,该系统主电路由注入式混合型有源电力滤波器(IHAPF)和晶闸管控制电抗器(TCR)组成。首先分析了系统的基本工作原理,并对高压配电网电能质量综合补偿系统的谐振抑制特性进行了研究;其次,对高压配电网电能质量综合补偿系统的控制方法进行了研究,提出了电压、电流双闭环的控制方法实现谐波与无功的综合动态治理;最后,对高压配电网电能质量综合补偿系统的整体性能进行了仿真和实验验证,结果表明该系统可以有效地实现谐波与无功的综合动态治理,并适用于配电网,达到高品质节能的目的。     

高压混合有源电力滤波器的改进控制方法

提出了用于一种高压混合有源电力滤波器的改进控制方法,在保证系统稳定性的前提下可显著改善谐波补偿效果,对于负载的≥3的整数或分数次谐波电流,其衰减倍数都>20dB,还可阻尼滤波器支路和系统阻抗间可能的谐振。仿真和实验表明该法滤波效果好,实现简单,控制灵活,较适于高压交流系统谐波治理。     

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。     

APF在高速电机谐波抑制中的应用

以提高电网侧电能质量与利用率并降低高速电机输出转矩脉动为目的,采用并联型有源电力滤波器应用于高速电机谐波抑制的应用研究。根据电机控制系统中谐波电流变化的特点,针对传统PI控制策略在有源电力滤波器中存在补偿精度不高的问题,同时针对谐波信号周期性变化的特点,采用将PI与重复相结合的复合控制方式应用于谐波电流的控制。保证有源电力滤波器的动态性和稳定性,详细分析了复合控制的设计思路,并仿真搭建了APF系统模型,同时用实验样机验证了该思路的有效性,仿真和实验结果表明该复合控制能够有效降低电流畸变率,明显改善滤波效果。     

混合有源滤波器的复合控制研究

分析了注入式混合有源滤波器的工作原理,它可以降低有源部分的基波分压,减少有源部分容量,更适用于高压系统,还可以有效地克服了开关器件容量和成本等因素的影响。提出了一种通过检测电网电流和负载谐波电流的复合控制方案。通过控制上述两个量来防止系统阻抗间可能的串并联谐振,而达到抑制电网谐波的目的。     

C型混合有源电力滤波器

该文提出一种新型混合有源电力滤波器结构，它将C型无源滤波器和电压源型有源滤波器结合起来，其中有源滤波器不承受基波电压，不负担基波电流且只通过部分谐波电流，输出变压器变比可以小于1，有源滤波器的直流侧电压与系统电压之比较低。在该文给出的复合控制方式下，该混合有源滤波器可以完全补偿指定的若干次负载谐波电流，同时对其他各次谐波电流有部分补偿作用。仿真和实验结果表明该方法中的有源滤波器具有装置容量小，输出电压波形控制简单，滤波效果好，容易实现的优点，适合于高电压大电流场合的谐波治理。     

不平衡电网下模块化APF分序并联控制策略

针对不平衡电网下大容量谐波补偿,提出一种模块化有源电力滤波器APF分序并联的控制策略。采用两个子模块组成一个大的功率单元,两个子模块一个采用正序电压和电流控制,补偿正序谐波;另一个采用负序电压和电流控制,补偿负序谐波。在谐波的检测上采用指定次谐波多同步旋转坐标检测方法,并对滤波环节加以优化,降低了谐波电流采样延时。搭建了Matlab仿真模型,仿真结果表明不平衡电压下负载电流谐波得到很好地抑制,验证了该控制策略的可行性。     

i_p-i_q检测法的单周控制三电平有源电力滤波器

并联型有源电力滤波器APF可以有效补偿由非线性负载产生的谐波和无功功率电流。为了实现单独对谐波分量、无功功率分量进行补偿,或者对谐波和无功功率分量同时进行补偿这些不同的补偿目标,同时为了满足大功率、高电压和输出电流波形畸变小的需要,提出了将中点箝位变换器和ip-iq电流检测法应用于单周控制有源电力滤波器的方法。采用ip-iq电流检测算法可分离出负载电流中的谐波分量、无功功率分量,且电网电压波形畸变不影响检测结果,故可提供不同补偿目标的参考信号。理论推导和仿真结果表明,该法能分别单独补偿谐波分量、无功功率分量,或者同时补偿谐波和无功功率分量,而且电网电压波形畸变不影响补偿效果。通过将ip-iq电流检测法运用于单周控制三电平有源电力滤波器,既实现多种补偿目标,又具有电网电压波形畸变不影响补偿效果、单周控制策略简单、三电平变换器输出电流波形畸变小的优点。     

大功率有源电力滤波器的建模与应用

为实现较好的滤波效果,确保系统安全稳定运行,针对大功率混合型有源电力滤波器的补偿电流是通过控制逆变器的输出电压来产生适当输出电流的情况,在考虑有源滤波器的输出滤波器的基础上,利用开关函数法建立了大功率混合型有源电力滤波器的数学模型,为将电流参考信号转化为电压参考信号进行控制提供理论依据。实验仿真和工程应用都表明根据系统数学模型所设计有源滤波器的控制器能达到较好的滤波效果。     

SHPF-TCR联合控制补偿系统的研究

针对有源电力滤波器无法动态补偿无功功率,无源滤波器补偿产生相移的问题,提出一种晶闸管控制电抗器与并联混合电力滤波器(SHPF-TCR)联合补偿控制系统。SHPF由小容量有源电力滤波器和五次LC单调谐滤波器构成以补偿系统谐波,调谐滤波器和TCR形成并联型无源滤波器以补偿系统无功。将解耦控制用于电流跟踪和电压调节,引入PI控制器消除系统稳态误差。该SHPF-TCR联合控制能够有效的降低APF容量,消除系统谐振,稳定性好,动态响应速度快。实验及仿真结果证明了所提出结构和控制方法可以很好地进行谐波和无功的综合补偿。     

基于优化分裂基FFT算法的APF谐波检测策略

有源电力滤波器(APF)是一种具备动态谐波抑制和无功补偿功能的新型电力电子装置,对电流谐波实时准确快速检测是决定APF性能的一个重要环节。快速傅立叶变换(FFT)是目前应用广泛的谐波检测方法。然而,传统FFT算法计算复杂、存在时间延迟、实时性差、容受电网电压波形畸变或频率波动的影响,影响谐波检测的准确性和效率,降低APF的补偿效果和综合性能。由此,本文提出一种基于分裂基FFT算法的APF谐波检测与补偿策略,通过蝶形运算对偶序号输入使用基-2算法,对奇序号输入使用基-4算法,比传统基-2算法减少10%以上运算量,比传统基-4算法减少2%以上运算量,可有效降低FFT算法复杂程度,增强谐波检测实时性;采用汉宁窗对分裂基FFT算法进行优化,提升谐波检测精度与抗干扰能力,保证APF谐波检测与补偿效果和整体性能。通过三相四线制APF样机实验验证了所提谐波检测与补偿策略的正确性和有效性,在负载突变的情况下,重新到达新稳态的调节时间可缩短约25%。     

基于单周控制的串联混合型APF的研究

针对整流负荷中占很高比例的电压型谐波源,采用串联混合型有源电力滤波器(SHAPF)能够进行有效的补偿.本文建立了SHAPF的单相等效电路图和单周控制的开关电路模型,分析了SHAPF的补偿特性和单周控制理论的原理.在此基础上,本文对SHAPF的拓扑结构进行了分析、建模、中点电位控制和仿真研究.仿真结果表明:该有源电力滤波...     

基于单周控制的三相直流侧串联型有源电力滤波器

针对大量使用的三相不可控整流桥,提出了一种新型的基于单周控制的三相直流侧串联型有源电力滤波器,该滤波器串联在整流桥和谐波源负载之间,只需要工作在电压电流2个象限,仅处理部分功率,不需要进行复杂的谐波检测计算,通过简单的控制即可实现对谐波电压和无功的同时补偿。文中详细分析了该滤波器的工作原理,通过理论推导,建立了单周控制实现方程。理论分析和仿真结果表明,该单周控制的三相直流侧串联型有源电力滤波器谐波电流跟踪效果好、动态性能优良,能有效补偿整流桥非线性谐波源。     

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。