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。     

有源电力滤波器中交流同步采样的实现

论述了有源电力滤波器的原理及采样电路在有源电力滤波器中的作用，有源电力滤波器中交流同步采样方案的确定，及其硬件和软件上的实现。     

错时采样空间矢量调制的级联型多电平变流器及其在并联有源电力滤波器中的应用

介绍了错时采样空间矢量调制的基本原理,讨论了组合变流器与级联型多电平变流器的等价关系,提出了错时采样空间矢量调制在级联型多电平变流器中的实现方法,并进行了实验验证.给出了基于错时采样空间矢量调制级联型多电平变流器的并联电力有源滤波器的拓扑结构,设计了其交、直流控制系统,并以仿真和实验结果加以验证.仿真和实验结果表明,基于错时采样空间矢量调制级联型多电平变流器的并联有源滤波器可以在较低的开关频率下准确、有效地补偿负载谐波和无功功率.     

有源电力滤波器自校正预测控制方法

提出了基于预测控制和空间矢量调制的有源电力滤波器输出补偿电流控制方法.利用外推拉格朗日插值法对有源电力滤波器输出电压进行线性预测,并对其引入校正因子,得出了基于自校正的无差拍指令电压计算模型,以实现对输出补偿电流的闭环无差拍控制;随后在对指令电压进行空间矢量调制过程中简化传统的矢量定位方法,并优化空间矢量的作用时序以降低功率器件的开关损耗.在电网电压不对称且存在畸变条件下的理论分析和仿真结果证明该方法能有效的跟踪指令电流的变化.以此为基础设计一套三相并联型有源电力滤波器,并在10 kV电力系统试运行,实验结果验证了该控制方法的有效性.     

并联混合型有源电力滤波器的建模

为准确分析有源滤波器的运行特点,根据系统控制策略的需要,在考虑了有源滤波器输出的基础上采用开关函数法建立了并联混合型有源电力滤波器的数学模型,这样可推导出装置在系统中电压与电流的关系用于控制信号的产生。实践表明通过采用这种方法建立的模型对有源滤波器的滤波效果比较明显。     

基于LCL的三相并联有源电力滤波器研究

为提高有源电力滤波器(APF)的谐波补偿性能,将LCL输出滤波器用作APF输出滤波器。建立了三相有源电力滤波器的空间电压矢量模型。利用有源电力滤波器的空间电压矢量模型给出了满足APF快速跟踪性能的输出滤波感取值范围。详细讨论了LCL滤波器各参数对输出滤波器性能的影响,提出了LCL输出滤波器的设计方法,并且给出了一个设计实例。最后仿真和实验验证了本文所提方法的有效性。     

并联混合型APF输出滤波器的研究

分析了注入式混合型有源电力滤波器的工作原理,从几种常见的输出滤波器的传递函数出发,利用MATLAB建立输出滤波器参数的波动对补偿性能影响的仿真模型,发现LRC型输出滤波器在较低的开关频率下,获得比LCL和LC滤波器更优异的性能。综合考虑,选取了LRC型滤波器进行设计,最后利用PSIM建立装有LRC型输出滤波器的注入式混合型有源电力滤波器仿真模型。仿真结果表明:对于注入式混合型有源电力滤波器采用LRC型输出滤波器有很好的滤波效果。     

单极调制单周控制三相四线制有源电力滤波器

单周控制有源电力滤波器有双极调制和单极调制两种调制方式。基于双极调制方式的单周控制有源电力滤波器补偿后的电源电流中含有直流分量。提出一种基于单极调制方式的单周控制三相四线制有源电力滤波器，推导出控制方程；根据此调制方式下开关管的动作过程，设计了控制电路中的逻辑电路；在不同电源电压情况下对系统的补偿性能进行仿真。结果表明提出的单极调制单周控制三相四线制有源电力滤波器在理想电源情况下可以产生较好的补偿效果，当电网电压发生畸变和不平衡时，仍能得到很好的补偿效果，且补偿后的电源电流中不含直流分量。     

并联有源电力滤波器交流侧输出滤波器设计

针对输出滤波器存在的放大网侧电流畸变率、阻尼电阻发热严重的问题,提出一种工程化有源电力滤波器交流侧输出滤波器参数设计方法.采用二阶高通滤波器作为有源电力滤波器输出滤波器拓扑,在综合考虑输出滤波器的开关纹波滤波效果与电流畸变率、电容无功容量、电阻功耗之间关系的基础上,结合理论分析、仿真、实验研究,设计总结了并联有源电力滤波器输出滤波器的参数选择方法.采用该方法为50kVA并联有源电力滤波器设计了一套输出滤波器.实验结果表明:加装输出滤波器后,电流纹波抑制到滤波前的1/4以下,网侧电流畸变率增大约1个点,滤波电阻上90%以上的工频电流被旁路,电阻发热得到有效控制,实验结果验证了该输出滤波器设计方法的有效性.     

无死区控制在并联型有源电力滤波器中的应用

有源电力滤波器是一种新型的谐波及无功动态补偿装置。并联型有源电力滤波器主电路中功率开关管死区的存在对其补偿性能产生消极影响。根据双极性调制模式下单相并联型有源电力滤波器主电路的工作过程分析了死区效应对补偿性能的影响机理。讨论了无死区控制的可行性,提出将无死区控制应用到有源电力滤波器中,设计了无死区控制逻辑电路,从而避免死区电路的设计,在不增加成本的同时消除了死区效应对有源电力滤波器补偿性能的影响,并一定程度上延长了开关管的寿命,实验结果证明了所提方法的有效性。无死区控制策略可以推广到三相APF系统以及单极调制模式下的APF装置中,对今后APF的深入研究有一定的参考价值。     

SPWM数字化自然采样法的理论及应用研究

该文提出一种基于CPLD(复杂可编程逻辑器件)、由全数字化方法实现自然采样法的SPWM(正弦脉宽调制)新方案。该方案同时具有数字电路稳定可靠便于集成、微处理器可以重复编程、以及自然采样法响应快精度高等优点。对正弦调制信号us(t)的数字化处理，会引起SPWM输出脉冲宽度的误差。当us(t)斜率为正时输出负脉冲变宽；us(t)的斜率为负时输出正脉冲变宽：这相当于在输出基波上附加了一个齐次谐波分量。SPWM数字化自然采样法存在脉冲竞争现象。研究表明最大误差脉冲宽度和竞争脉冲宽度均与模数转换的采样周期和调制深度成正比，与载波比成反比；竞争脉冲的个数由us(t)的斜率决定。给出了消除竞争脉冲的方法。在一台4kVA单相SPWM电压型并联四重化逆变器上取得了满意的实验结果。     

三电平有源滤波器无差拍控制系统

为解决三电平并联型有源滤波器(SAPF)因采样、计算、滤波等原因造成的电流跟踪延时,提出了一种基于简化空间矢量脉宽调制(SVPWM)三电平SAPF无差拍控制策略。建立了二三电平SAPF数学模型,阐述了无差拍控制的原理,并推导了无差拍控制模型。采用抛物线预测算法进行谐波预测,采用简化三电平SVPWM算法进行PWM脉冲调制,并通过浮点型数字处理器DSP实现。仿真试验结果表明,系统具有很好的滤波效果和良好的应用前景。     

三相电压型脉宽调制整流器定频模型预测控制

针对三相电压型脉宽调制(PWM)整流器有限控制集模型预测控制采样频率高、开关频率不固定的缺点,提出了一种定频模型预测控制方法。通过求解价值函数得到PWM整流器交流侧下一采样时刻所要输出的电压值,利用空间矢量脉宽调制技术输出计算得到的电压值,实现定频模型预测控制。仿真与试验结果表明:所提出的控制算法开关频率恒定,稳态电流谐波含量低,实现了整流器高功率因数运行。     

直接功率控制的三相空间矢量脉宽调制整流器离散域建模

为了在常规的电压定向控制基础上省去电流内环和交流电压传感器,提高系统的动态响应,将空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)与直接功率控制相结合,在推导系统数学模型的基础上,对电压外环调节器、功率内环调节器、SVPWM调制模块、系统时钟、采样频率、数据位数、坐标变换模块等参数进行了设计,在Simulink和基于现场可编程门阵列的高速数字信号处理平台上分别搭建了连续域和离散域模型,并进行了仿真和实验验证。仿真和实验结果表明,该方法提高了系统的动态响应速度,实现了高功率因数运行。     

基于嵌入式PC技术的电力故障波形重现装置

介绍了嵌入式PC技术在电力故障波形重现装置中的应用。该装置采用嵌入式PC实现人机交互,并通过串口发送命令至后台数字信号处理模块,使其发出脉宽调制波控制功率放大输出。另外．装置还应用了闭环校正技术,用反馈采样数据修正原始数据,使非线性失真达到最小,保证了重现的电力故障波形失真小的效果。     

正弦脉宽调制波通用谐波计算与分析方法

针对采样型正弦脉宽调制(SPWM)技术中几种传统实现方法各有优缺点的问题,特别是在谐波含量这一重要指标上的比较,提出了一种谐波通用计算与分析方法,可作为SPWM新技术研究的辅助工具。基于MATLAB数值计算和傅里叶级数,以不对称规则采样法SPWM波的生成及其谐波计算为例,详细分析了脉宽调制(PWM)波的各次谐波和总谐波系数(THD)的计算过程。通过该方法计算对称规则采样法与不对称规则采样法SPWM波的THD值,比较结果验证了该方法的可行性。同时通过以占空比为30%的方波的谐波计算,证明了该方法的通用性。     

双闭环SVPWM控制的并联型有源电力滤波器仿真研究

给出了三相电压型PWM逆变器的数学模型,通过解耦得出一种新型快速双闭环电流控制策略,并将其用于有源电力滤波器（APF）电流控制系统。分析了电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）的基本原理,与正弦波脉宽调制（SPWM）相比,该方法提高了控制精度,减少了开关损耗,直流侧电压利用率高。仿真结果证明了该新型双闭环SVPWM控制方法可以使补偿电流较为准确地跟踪电流指令,抑制负载谐波电流,是一种较为有效的电流跟踪控制方案。     

一种新型绿色能源并网发电实验平台设计

介绍了一种新型绿色能源并网发电实验平台设计和实现方案。本实验平台是以C8051F120为控制核心,通过采样市电电网信号,实现电网电压频率和相位追踪的并网发电模拟装置。实验平台以IGBT单相全桥作为逆变主电路,利用自行绕制的电感组成LCL滤波器进行滤波,通过软件方式生成正弦波脉宽调制波（SPWM）来实现最大功率追踪（MPPT）。实验平台具有软硬件自动过流保护和欠压保护功能,另外系统硬件电路简单,造价低廉,在教学经费有限的情况下对高年级电气专业学生的实习和实践提供了硬件保证。     

两电平电压源换流器的损耗计算方法

功率损耗影响电压源换流器的效率,是实际工程应用中必须关注的一个问题.采用多项式方法拟合绝缘栅双极晶体管IGBT(insulated gate bipolar transisitor)厂商提供的特性曲线,建立多项式损耗模型,给出了适用性强的IGBT模块损耗计算方法.在LabVIEW下编写了损耗计算程序,对两电平电压源换流...     

一种级联型大功率逆变电源的控制方法研究

分析了多单元串联大功率逆变电源的控制原理 ,提出了单个功率单元的二重化控制技术与水平移相式PWM技术相结合的控制方法 ,同时 ,对所研究的控制方法进行了仿真 ,并通过硬件实验进一步验证了控制原理及仿真结果的正确性