基于小波变换的并联型电能质量控制器

阐述了并联型电能质量控制器的运行机理和谐波抑制方法,提出了一种基于小波变换的并联型电能质量控制器的谐波检测方法,并利用重构技术进行了谐波补偿,还对基于小波变换和瞬时无功功率理论的两种谐波检测方法进行了对比研究。研究表明基于小波变换的检测方法实时性好。并联型电能质量控制器投入系统后电源电流总畸变率由26.94%下降为5.64%,表明并联型电能质量控制器可对电力系统中的谐波电流进行较好的补偿。     

统一电能质量控制器的建模与仿真

统一电能质量控制器可同时补偿电网畸变电压和抑制负载谐波电流。为此,构造了一种基于反向传播算法的三层前馈神经网络用来检测并联型有源电力滤波器的谐波电流,离线训练收敛后实现在线功能,对串联型有源电力滤波器谐波电压检测采用了畸变电压参考量比较检测方法;建立了统一电能质量控制器的系统仿真模型,利用其对各种电能质量问题的补偿性能进行了仿真研究,并对补偿前后负载和电源电流/电压进行了频谱分析。研究结果表明,统一电能质量控制器集电压补偿、电流补偿于一体,可有效实现多重电能质量调节功能。     

新型复合神经网络控制的并联有源电力滤波器

为向用户提供高质量的电能,同时消除负载对供电系统的不利影响,提出了一种新的基于复合神经网络的并联有源电力滤波器(APF),并将其应用于配电系统的谐波治理中.采用复合神经网络组成APF提取控制回路,它分为补偿信号提取回路和逆变器控制回路两部分.前者确定电流中的谐波成分,后者通过对PWM逆变器的输入信号的调整使逆变器提供更精确的补偿.仿真结果表明,复合神经网络控制的有源电力滤波器能够显著降低供电系统中的畸变,且反应迅速,补偿精度高,效果稳定.     

基于分层控制的微电网并网谐波电流主动抑制控制策略

采用传统下垂控制的电压源型逆变器并联构成的微电网,由于其等效输出阻抗较小,当微电网与电网并联运行时,易受到电网并网点电压谐波分量扰动的影响,使微电网并网电流总谐波畸变率升高。提出一种基于分层控制的微电网并网电流电能质量主动提升控制策略,首先利用Park变换将并网点与微电网交流母线的误差电压变换到旋转坐标系下,并在原微电网的二层控制中添加误差电压补偿环路,利用补偿环路中的并联多重谐振控制器对该误差电压进行运算,得到底层电压源型逆变器的谐波电压补偿量,同时在逆变器电压电流内环采用基于旋转坐标系的比例积分与谐振混合控制器,提高逆变器对谐波电压补偿量的跟踪能力,进而减少微电网交流母线与并网点间的谐波电压差,从而降低微电网向电网注入的谐波电流。通过分析表明,本文所述控制策略不仅可减少微电网向电网注入的稳态谐波电流,还可以降低由于并网开关闭合导致电网对微电网的谐波电流冲击。最后,通过仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。     

基于磁通补偿的串并联混合型电能质量控制器

为减小电力系统中谐波和无功等问题所带来的危害,提出一种基于磁通补偿的电能质量控制器。通过对电压源型逆变器的控制,实现变压器磁通可控,从而进一步控制变压器阻抗。基于这种思想,串联变压器能够对基波分量呈现近似为0的阻抗,且当系统发生过流故障时,能够调节使得基波阻抗非常大以发挥故障限流器的作用;而对谐波分量呈励磁阻抗,起到隔离谐波的作用,且对基波电流不造成任何影响。另外,并联变压器对谐波分量呈近似为0的低阻抗,提供谐波电流通路;同时对基波分量呈连续无级可调,与无源滤波支路配合,实时补偿系统无功功率。基于串联、并联变压器2种控制模式,对系统电路建立数学模型,分析稳定性,理论分析该方案的有效性。最后,利用PSIM软件搭建仿真电路模型验证所提出的电能质量控制器。仿真结果表明该方案具有良好的谐波抑制、故障限流和无功补偿的性能。     

并联型三相四线制有源电力滤波器的仿真

并联型有源电力滤波器可较好地补偿电流源产生的谐波,利用MATLAB中的电力系统仿真工具箱对其进行建模与仿真。不同于传统的模拟滞环比较器,采用基于三维空间矢量脉宽调制（3DSVPWM）法控制补偿电流的产生。这种新型的空间矢量脉宽调制方法被用在三相四线系统中的并联电能质量补偿设备中,用来控制一个三桥臂逆变器,实现对电流谐波和中线电流的补偿。仿真试验结果表明,能很好地补偿非线性负载产生的谐波。     

神经网络控制的三相并联有源电力滤波器设计

针对现有各种谐波检测方法的不足,在分析了滤波器的工作原理和传统的神经网络控制算法之后,提出了一种新的神经网络控制算法,设计了一种应用于电力系统中补偿无功和抑制谐波的三相并联有源电力滤波器(APF),该滤波器由一个三相PWM电压源逆变器及其控制电路组成。将负载电流、直流侧电容电压与系统电压输入改进的神经网络,计算出并联有源电力滤波器的参考电流,参考电流输入滞环电流控制器获得逆变器的触发脉冲,从而得到补偿电流。通过Matlab仿真表明,由改进的神经网络控制的滤波器,在负载变化及其电流变化情况下都有良好的性能。同时,通过数字信号处理器实现的系统实验验证了该方案的正确性。     

基于准比例谐振控制的三相并网逆变器谐波补偿方法研究

针对电网不平衡和畸变条件下,传统并联谐振谐波补偿并不能有效抑制电网谐波引起的参考电流谐波对逆变器输出电流的影响的缺点,提出了一种改进型并联准比例谐振（QPR）谐波补偿方法,有效抑制了电网电压谐波引起的参考电流谐波。仿真结果表明,改进型谐波补偿方法有效地降低了并网电流的总谐波畸变率,提高了逆变并网系统的电能质量。     

有源电力滤波器神经网络逆解耦控制

三相并联型有源电力滤波器是一个多输入、多输出的非线性系统,而且在d-q旋转坐标系下的补偿电流分量间存在着耦合关系。提出了一种采用神经网络逆实现有源电力滤波器线性化解耦控制的方法。通过静态神经网络逆控制方法,将三相并联型有源电力滤波器解耦成两个关于补偿电流分量的一阶线性子系统,再分别设计线性闭环控制器对两个补偿电流分量进行控制。仿真结果表明,采用神经网络逆解耦控制方法,系统具有良好的动静态性能,系统稳态时的谐波畸变率小于2%。     

基于H∞重复控制的T型三电平逆变器谐波抑制策略

逆变器在变流的同时,也能提升并网的电能质量.通过对并网逆变器谐波来源的分析,针对其自身的谐波和本地负载谐波,提出了一种应用于T型三电平逆变器的H∞重复控制策略.以T型三电平逆变器为研究对象,建立状态空间模型,设计H∞重复控制电流内环控制器,分析系统稳定性,研究T型逆变器在H∞重复控制策略下对并网电流谐波的抑制能力以及对负载谐波的补偿能力.在Simulink软件中搭建仿真模型,对所提控制策略进行验证,结果表明所提出的策略能够实现对谐波的有效抑制,提升电能质量.     

新型混合有源电力滤波器的特性分析和控制方法

本文针对某变电站35kV高压侧存在谐波超标、无功不足的情况,研究了一种适用于高电压等级的大功率双谐振注入式混合有源电力滤波器。在分析了其拓扑结构的基础上,讨论了该滤波器的滤波性能特性、双谐振注入支路的无功补偿特性和其分压分流特性。为了增强整个系统的稳定性,提出了谐波电流双闭环控制策略,内环以逆变器输出电流为控制目标采用传统PI控制器;外环以电网谐波电流为控制目标,针对外环控制目标为非直流量的特性,提出了基于改进PSO-BP神经网络的递推积分PI控制方法,使用改进的PSO-BP神经网络来调整控制器的比例、积分系数,具有很好的稳态和动态性能。实例分析验证了本文研究内容的有效性和正确性。     

基于分布式光伏逆变器的电能质量综合补偿装置

为解决配电网中日益突出的谐波超标、电压偏差、三相不平衡等电能质量问题,提出了一种利用分布式光伏逆变器的冗余容量实现无功、谐波、负序的综合补偿功能的控制策略,研究了一种在不影响正常光伏逆变器并网发电的情况下实现电能质量综合治理(DG-FACTS)的方法。首先分析了适用于DG-FACTS的谐波检测、无功指令提取及不平衡分量检测的算法,然后研究了指令合成及电流跟踪控制算法,并通过Matlab/Simulink仿真验证了DGFACTS功能的可行性。仿真结果表明:所提出的基于分布式光伏逆变器的电能质量综合补偿方法具有较好的实用性。     

用于可再生能源发电的双频并网逆变器仿真研究

提出一种用于可再生能源发电的双频并网逆变器,该逆变器由2个标准三相桥级联而成,其中一个桥工作在高频,提高输出电流性能,另一个桥工作在低频,主要输出功率,从而降低开关损耗,提高系统效率。高频桥采用恒频电流跟踪控制,控制电路简单。仿真结果表明,该逆变器输出电流与电网电压同相,总的谐波畸变率低,向电网输出的电能质量高。     

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。     

Analysis and effective controller design for the cascaded H‐bridge multilevel APF with adaptive signal processing algorithms

The cascaded H‐bridge (CHB) multilevel inverter is being recognized as the most suitable topology for high‐power medium‐voltage power quality conditioning applications. This paper presents mathematical modeling and effective controller design methodology for the CHB‐based active power filters (APFs), which achieves dynamic reactive power and harmonic compensation. The most crucial problems in CHB‐APF control are the simultaneous requirements of both accurate harmonic current compensation and the dc‐link voltage stabilization among the H‐bridges, which is the prerequisite for the stable operation of CHB‐APF. To achieve dc‐link stabilization, a novel voltage balancing algorithm is proposed by splitting the dc‐link voltage control task into two parts, namely, the average voltage control and the voltage balancing control, where the sine and cosine functions of the phase angle of the fundamental component of the grid voltage are used, respectively. To ensure accurate phase tracking, a novel phase‐locked loop (PLL) is proposed by using the adaptive linear neural network (ADALINE), where the grid voltage background distortion is also taken into account. The superior performance of the ADALINE‐PLL is validated by comparison with the existing PLLs in literatures. Furthermore, the proportional‐resonant (PR) controller is used for the reference current tracking. A separate ADALINE algorithm is applied for reference current generation (RCG) for the CHB‐APF. The excellent performance of the ADALINE‐based RCG scheme is verified by comparison with the existing RCG schemes, namely, the low‐pass filter approach and the single‐phase p ? qmethod. The experimental results on the three modules CHB‐APF are presented, which verifies the effectiveness of the proposed control algorithms. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于LCL参数优化的新能源微电网并网逆变器控制方法

由于谐振尖峰的存在,谐波抑制效果差,从而影响并网逆变器输出的电能质量。针对此问题,提出基于LCL参数优化的新能源微电网并网逆变器控制方法。首先建立新能源微电网并网逆变器数学模型;设置LCL滤波器总电感、滤波电容和谐振频率3个参数,以此优化LCL滤波器滤波性能;最后结合有源阻尼法和无源阻尼法,提出基于LCL滤波器的并网逆变器协同控制策略。结果表明:所提方法应用下,THD仅为0.51%,要远远小于单一有源阻尼法和单一无源阻尼法的控制效果,说明本方法能有效消除LCL滤波器的高频谐振尖峰,降低并网电流总谐波畸变率,提高电能质量。     

兼具有源电力滤波器功能的多功能并网逆变器控制

分布式发电系统中,为了能将风能和光伏等转化过来的能量最大限度地高效率传输到微电网单元内,通常采用恒功率(PQ)控制。当微电网系统中带非线性负载运行时,为保证入网电流的质量,在传统的PQ控制策略中加入谐波抑制功能,即将PQ控制和有源电力滤波器(APF)功能合二为一,形成兼具APF功能的多功能并网逆变器,既向电网传送了有功功率又达到了补偿谐波的目的。文中从并网逆变器入手,分析其工作原理及PQ控制策略,在此基础上添加了谐波抑制功能,并对其进行详细说明,主要包括基于瞬时无功功率理论的谐波检测和多谐振控制器部分。最后,仿真和实验验证了该控制策略的正确性和可行性。