适用于电气化铁路的单相注入式混合有源滤波器

提出了一种适用于电气化铁路的新型单相注入式混合有源滤波器。这种新型有源电力滤波器能够补偿一定的无功,注入支路通过添加基波谐振支路的方法大大降低了有源滤波器的容量,克服了电网基波电压对装置的影响。并详细分析了系统的滤波原理,提出了基于卡尔曼增益自调整的改进型动态谐波含量估计方法,能够快速准确的跟踪检测电网谐波电流,并且克服了电力机车等冲击性负荷引起的电网电压畸变对谐波检测精度的影响;提出了基于逆变器两侧能量平衡的电流控制方法使有源部分吸收或释放一定有功或无功功率及产生与注入支路回灌谐波电流相反的抑制电流,然后联合电网谐波电流跟踪控制以获得系统参考信号,保证了直流侧电压的稳定,提高了装置可靠性,增强了系统滤波性能。仿真和实验结果表明这种新型单相注入式混合有源电力滤波器可靠性较高,满足电气化铁路所带电力机车等冲击性负荷的要求,可获得良好的滤波效果。     

电流源控制策略在并联混合有源滤波器中的应用研究

在混合有源电力滤波器中,采用电流源控制方式可比电压源控制方式获得更好的滤波性能,但由于采用常规电流源控制方式不能迫使无源滤波器部分承担电网基波电压,因而不能有效降低混合有源滤波器中有源部分的容量。研究一种通过在指令电流中加入适当基波分量,迫使混合有源滤波器中的无源滤波器部分承担电网基波电压的方法,将电流源控制策略应用于并联混合有源电力滤波器。研究结果显示,这种方法可以有效改善混合有源电力滤波器的性能。     

一种新型低无功倒送的混合有源电力滤波器

文章首先简单介绍了传统混合有源滤波器，分析发现它并不很适合在电网高功率因数条件下进行谐波补偿。通过研究，最终提出了一种新型混合有源滤波器拓扑，这种拓扑具有低无功倒送、良好的滤波特性、所用无源器件少等优点，适用于低压配电网谐波电流补偿的应用。     

一种高性能串联混合有源电力滤波器拓扑的研究

对传统的串联混合型有源电力滤波器抑制谐波的基本原理做了定性分析。在此基础上提出了一种新型高性能的串联混合有源电力滤波器。与传统的串联有源滤波器或者串联混合有源电力滤波器相比，其有源部分仅仅需要对注入电网的原负载系统的部分低次谐波进行抑制，从而提高了逆变器直流端电压的利用率，因而能在不损失滤波性能的前提下有效降低了有源部分的容量。该文进行了详细的理论分析，并通过仿真与10kVA样机的实验验证了理论分析的可行性。     

一种工作模式可选的新型混合有源滤波器

提出了一种由无源滤波器(PF)、串联有源滤波器(SAF)和并联有源滤波器(PAF)组成的新型混合有源滤波器,通过三种滤波器投入开关可以进行工作模式的选择,使此新型有源滤波器能应用于各种工业场合。采用了一种能在电网电压不平衡或畸变时准确检测出基波正序有功电流和和负序电流的检测算法,使新型有源滤波器在系统不平衡时也能进行滤波和基波正序无功电流和负序电流补偿。基于Matlab/Simulink的仿真结果证明了所用检测方法的有效性,此种有源滤波器具有较好的滤波性能和动态不平衡电流补偿能力。     

基于自适应智能控制的混合有源电力滤波器复合控制

在考虑了有源滤波器的输出滤波器的基础上，建立了并联混合型有源电力滤波器的电气模型，提出了一种基于自适应智能控制的混合有源电力滤波器复合控制方案。其中对谐波电流比例系数采用神经元自适应PID控制算法，根据电网参数的变化自动调节PID控制器的参数：对谐波电压比例系数则采用基于自适应神经网络的解耦控制，仿真和工程应用都表明采用这种复合控制混合有源电力滤波器能达到较好的滤波效果。     

有源滤波技术现状及其发展

随着各种功率器件的广泛应用，大量的谐波和无功电流注入电网，引起电网污染，造成电网电能质量问题日益严重。过去，国内外大量采用无源滤波装置来进行谐波抑制和无功补偿，提高功率因数。但无源滤波装置也存在着自身无法克服的不足和缺陷，因此有源滤波技术成为近几十年以来学术和工程界的研究热点。本文对有源滤波技术的历史发展作了简要回顾，详细介绍了有源滤波器的分类，重点比较了现有的和提出的有源滤波器信号检测以及控制方法，同时展望了有源滤波器的发展前景。这些技术的发展可使有源滤波器获得更好的性能和更广泛的应用。     

无变压器型并联混合有源滤波器设计及应用

将有源滤波器和无源滤波装置结合起来构成混合有源滤波器是当今的发展趋势,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。该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,分别给出了混合有源滤波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。为了改善混合有源滤波性能,在控制策略中引入了广义积分控制器。实验结果证明了所提出的混合并联滤波装置具有优异的性能。     

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。     

新型混合有源滤波器建模与输出频率特性分析

为提高有源滤波器的滤波性能,减少日趋严重的谐波问题,提出了一种滤波系统结构.详细分析了工作原理,用数学建模的方法,建立了该滤波系统的控制模型方程,分析了采用PWM控制下逆变器输出到电网过程中谐波电流相位的变化.该混合有源滤波器具有较大容量的无功补偿能力和较小的逆变器容量.实验和仿真结果证明了该混合有源滤波器的正确性和可行性,对滤波器的设计和使用具有重要的实用价值和理论指导意义.     

A Novel Delay-less Control of Unified Power Quality Conditioner to Enhance Power Quality in Power System

In this article, an analytical and delay-less model for the unified power quality conditioner is proposed to improve electrical power quality in power systems. The designed model includes a shunt active filter, series active filter, and common DC link, which is capable of improving power quality parameters in different conditions. The proposed control is based on a combination of the rotating reference frame theory and least mean square method that (1) can enhance power quality, including reduction of the voltage and current harmonics, voltage flicker, and reactive power of system, and (2) has no delay in the reference current generation. The DC link is also designed in a manner that capacitor voltage has a stabilized voltage in all instants. In addition, fundamental frequency estimation is employed to control frequency changes in the control system. For testing the proposed method in the worst conditions, the electric arc furnace load based on an actual stochastic arc that can generate almost all electrical power quality parameters is taken into account for the power system. The validity of proposed method is analyzed by comparing different existing control methods of the unified power quality conditioner. The simulation results show the accuracy of the control system.     

工厂供电系统谐波谐振的抑制

提出了一种混合有源滤波器（HAPF）,由小功率有源滤波器（APF）和单调谐无源滤波器（PF）组成,用于抑制工厂供电系统的谐波谐振。传统的PF为了满足失谐情况下的滤波要求,不得不降低调谐税度Q而牺牲滤波效果。文中所提方法通过对APF的控制,可以无限提高PF的品质因数,有效地改善PF的滤波效果,实验结果验证了HAPF的可行性和有效性。     

混合型有源电力滤波器研究现状与发展趋势

传统的LC无源滤波器呈现阻抗性,这很大程度上影响了其滤波特性,并有可能引起电网谐振,影响电网运行。这些缺陷在引入有源滤波器,特别是混合型有源滤波器后会得到很好的改善。目前,混合型有源电力滤波器已经成为电力领域的一个研究热点。从基本原理、国内外发展现状、存在的问题及发展趋势等几个方面进行论述,并指出混合型有源滤波器必将代替传统LC无源滤波器,从而给电力谐波抑制带来革命性的变革。     

基于系统电流检测的并联有源电力滤波器新型数字控制方法

提出了一种基于系统电流检测的并联有源电力滤波器数字控制方法,应用于以PWM(Pulse Width Modulation)电压源型变流器为主电路结构的并联有源电力滤波器中,对三相三线制系统中非线性负载的谐波和无功电流有理想的补偿效果.该控制方法只需检测系统电流和直流侧电压,无需参考电流,与传统控制方法相比具有检测量少、计算简单等优点.文章给出了理论分析和仿真结果,并以ADMC326(DSP)为控制核心设计了一套三相并联有源滤波器实验装置.仿真和实验结果证明了所提出控制方法的可行性和有效性.     

HAPF一种控制策略的工作特性分析

描述了混合型有源电力滤波器的拓扑结构,分析并仿真了一个HAPF系统采用负载谐波电流控制策略时,电网谐波电流分别在负载谐波电流、电源谐波电压、电网阻抗和电网频率这四种因素波动下的受影响程度(即灵敏度),实验表明系统具有良好的工作特性,说明了这个控制策略在该课题中具有可行性,同时为选择合适的控制器参数K提供了重要依据。     

New Control Algorithm for Single-Phase Series Active Power Filter

This article presents a single-phase series active power filter for mitigation of the load voltage harmonic content while maintaining the voltage on the DC side regulated without the support of a voltage source. The proposed series active power filter control algorithm eliminates the additional voltage source to regulate the DC voltage, and with the adopted topology, a coupling transformer is not used to interface the series active power filter with the electrical power grid. The article describes the control strategy that encapsulates the grid synchronization scheme, compensation voltage calculation, damping algorithm, and dead-time compensation. The topology and control strategy of the series active power filter have been evaluated in simulation software, and simulations results are presented. Experimental results, obtained with a developed laboratorial prototype, validate the theoretical assumptions and are within the harmonic spectrum limits imposed by the international recommendations of IEEE Standard 519.     

Analytical synthesis of voltage‐mode even/odd‐nth‐order differential difference current conveyor and fully differential current conveyor II‐grounded resistor and capacitor universal filter structures

A complete definition of an odd/even‐nth‐order notch or band‐reject filter transfer function is presented. Based on the differences between the input voltage and (i) an nth‐order high‐pass; (ii) a traditional nth‐order notch; and (iii) an nth‐order all‐pass filtering transfer function, a systematic method has been proposed to derive a universal filter structure that can realize voltage‐mode odd/even‐nth‐order low‐pass, band‐pass, high‐pass, all‐pass and traditional notch filters. The intrinsic capability of voltage‐mode addition and subtraction of the two active elements, differential difference current conveyors and fully differential current conveyors, is used to advantage in the aforementioned synthesis procedure. Based upon the definition of an nth‐order notch or band‐reject filter transfer function proposed in this paper, the aforementioned universal one has been further extended to the newly defined nth‐order band rejection filter. The voltage and current tracking errors of the two active elements are compensated by varying the resistances of the proposed filter. Filtering feasibility, stability, component sensitivities, linear and dynamic ranges, power consumption, and noise are simulated using H‐Spice with 0.35 µm process. Compared to some of the recently reported universal biquads, the new one is shown to enjoy the lowest component sensitivities and the best output accuracy for all‐pass signals. Moreover, Monte Carlo and two‐tone tests for intermodulation linearity simulations are also investigated. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

Power quality improvement using DPC controlled three-phase shunt active filter

This paper presents a new control method entitled direct power control (DPC) for shunt active power filter (APF), which is applied to eliminate line current harmonics and compensate reactive power. Its main goal is to rebuild active and reactive source powers to be compared to references values using hysteresis control. The active power reference is issue of DC-side of inverter and reactive power reference is set to zero for unity power factor. The outputs of hysteresis controllers associated with a switching table, control the instantaneous active and reactive power by selecting the optimum switching state of the voltage source inverter (VSI). A theoretical analysis with a complete simulation of the system and experimental results are presented to prove the excellent performance of the proposed technique.     

主动电力滤波器高性能补偿控制策略分析

天津海河开启桥是一座集机械、液压、电气智能控制及监控、景观与一体的综合性桥梁,它开辟了我国桥梁史的先河,其技术在亚洲乃至世界上都是较先进的。由于该桥供电部分存在非线负载,由此产生大量谐波电流及无功电流,需要主动滤波器滤除谐波,提高功率因数。本文对主动电力滤波器传统电流环PI控制器进行了详细的理论分析,指出了检测负载侧谐波电流的局限性,提出了一种电源侧电流前馈补偿的控制器,克服了检测负载侧谐波电流时传统PI控制器的缺陷,即使负载谐波电流高于主动电力滤波器的容量,也能够无静差输出,理论分析和仿真验证了此种新型控制策略的正确性和有效性。