基于广义积分迭代算法的有源滤波器三重变结构控制

针对有源滤波器滑模变结构控制的有差调节问题,提出了一种广义积分迭代控制算法来降低稳态误差,并将该控制算法的输出结果作为滑模变结构控制中的等效控制,形成三重变结构控制器。实验结果表明,该控制方法兼具较快的响应速度和较小的稳态误差。     

并联混合有源滤波器复合控制策略

将广义积分PI控制器与基于虚拟电感的指定消谐前馈控制算法结合提出了一种新的复合电流控制策略.其中,前馈控制器的基本思想是:在指定谐波频率处将有源滤波器(APF)控制成一个"虚拟电感",与无源滤波器(PF)发生串联谐振,为谐波电流提供一个低阻抗通路,动态性能良好.前馈控制对PF参数依赖性强,控制精度难以保证;而广义积分PI控制器能够无稳态误差地对特定频率谐波进行补偿,但是对于变化的负载,广义积分PI控制器需要数个周期才能实现谐波电流的精确跟踪.因此,该复合控制策略保证了混合有源滤波器(HAPF)既具有良好的动态性能又有较小的稳态误差,而且能对谐波进行分次补偿.实验结果证明所提控制策略是可行的和有效的.     

基于MATLAB的广义有源电力滤波器检测方法研究

广义有源电力滤波器(GAPF)是一种普遍适用的高性能新型有源电力滤波器.基于广义瞬时无功功率理论,研究了GAPF指令电流检测的p-q-r法.为消除电流检测中电压畸变带来的检测误差,提出采用数字低通滤波器对电网畸变的电压进行滤波,提取其中的基波电压,在此基础上进行谐波和无功电流的检测.本文利用MATLAB/SIMULINK提供的SimPower工具箱对有害电流检测方案进行了建模,以此作为GAPF的指令电流.仿真结果表明,采用该方法能够精确检测谐波电流等分量,消除电压畸变对结果的影响.     

基于自适应逆控制的并联型有源电力滤波器的仿真研究

首次将自适应逆控制应用于并联型有源电力滤波器的控制,提出了一种新的并联型电力有源滤波器的控制方法.此方法把有源滤波器及主电路部分看作广义有源滤波器并利用其逆模型作为控制器对其进行控制.此控制算法对电路中的参数变化不敏感,不但简单易行,而且比较可靠有效,对理想三相电源电压能够产生较好的补偿效果,当电源电压出现畸变和不平衡时,仍能得到较好的补偿效果.仿真结果证实了所提出算法的可行性.     

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。     

并联有源滤波器广义积分控制设计新方法

广义积分控制能够无静差的跟踪正余弦指令信号,因此广泛应用于并联有源滤波器(shunt active power filter,SAPF)电流控制中.只要系统稳定,指定次谐波补偿精度都能得到很好的保障.然而如何设计控制器参数提高控制系统动态响应性能,却一直没有得到很好的解决.提出一种广义积分控制器参数设计方法,此方法通过配置闭环系统主导极点实部,保证系统较快的动态响应速度.分析和实验结果均证明该设计方法的有效性.     

基于前馈控制的有源电力滤波器研制

提出了一种有源电力滤波器的前馈控制策略。基于开关平均模型设计了前馈控制器和电流控制器,并利用功率模型对电压控制器进行了设计。由于电网电压在系统启动时会产生很大冲击电流,通过引入前馈控制有效地降低了作为扰动的电网电压和直流电压对被控电流的影响,提高了系统的动态性能,同时利用直流电压控制环直接获取电流参考信号对电网电流进行控制,简化了控制算法。所提方法无需检测负载电流和逆变器输出电流,且无需锁相环电路,降低了成本。利用模拟器件实现控制电路并进行了实验研究,实验结果证明了所提方法的可行性。     

链式广义有源电力滤波器

为克服传统GAPF(generalized active power filter)实时性差、电压等级低、功耗大、只适合在低压小容量范围内应用等缺点,提出一种采用链式拓扑结构的GAPF,提高了装置的等效开关频率、电压等级、实时性和动态性能。详述了链式GAPF的拓扑结构、工作原理、控制方法及调制策略,建立了被控对象的小信号模型,给出了PI参数的整定原则和相间与相内电容电压的平衡方法。仿真与实验结果表明链式GAPF在实现综合补偿的基础上可有效降低输出电压的谐波含量和网侧滤波电抗的容量与功耗,适合在高压大功率领域中应用。     

基于广义谐波理论的单相有源电力滤波器设计

根据广义谐波理论，证明了应用自适应噪声对消技术可实时检测出需要补偿的广义谐波电流分量。该法比传统的谐波检测电路简单、易实现、抗扰性强。以该分量为输出目标电流的单相有源电力滤波器能将非线性负载补偿成纯电阻负载。仿真结果证明了该方法的有效性。     

广义有源电力滤波器检测与控制方法

为了抑制系统高次谐波提高电能质量,研究了广义有源电力滤波器的主电路、工作原理、指令电流检测算法及控制策略后,给出了仿真结果。理论分析和计算机仿真显示,广义有源电力滤波器通过使用高性能IGBT构成的6桥臂PWM变流器来实现主电路,通过基于αβ0正交变换的广义瞬时无功功率理论来检测指令电流和使用电流滞环控制来控制广义有源电力滤波器输出,能够实现电力系统单位功率因数补偿且功能强、性能好及指令电流检测实时性好、精度高、实现容易等特点。     

基于模块化多电平技术的广义有源电力滤波器

为克服传统广义有源电力滤波器(GAPF)的缺点,提出了一种采用模块化多电平技术的GAPF(GAPF/MMC),提高了装置的电压等级和波形质量。详述了GAPF/MMC的拓扑结构、工作原理、控制方法及调制策略,给出了子模块电容电压的平衡方法。试验结果表明,GAPF/MMC在实现综合补偿的基础上可有效降低输出电压的谐波含量和网侧滤波电抗的容量、功耗,适合在高压大功率领域中应用。     

基于有限控制集模型预测控制的APF控制策略仿真

为提高三相四线制电容中分型有源电力滤波器(APF)的稳态和动态补偿特性,引入有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)作为其电流控制策略。首先建立并推导了系统在三维αβγ坐标系下的离散预测模型,使得三相耦合和不平衡电流问题得以解决;并根据预测模型,计算出所有预测电流,通过遍历法找到最优开关状态作为输出,达到快速跟踪指令电流的目的,无需调制环节,控制十分简单;同时采用双环PI控制实现直流侧电容电压的稳定和平衡。最后,通过与复合控制方法的仿真比较,验证了该策略在APF系统控制中的可行性和有效性。     

Voltage Sensorless Control of Single-phase Active Power Filter Based on the Second-order Generalized Integrator Algorithm

Abstract—A single-phase active power filter is presented for small-scale, single-phase loads based on the second-order generalized integrator control method is presented in this article. The proposed system does not require voltage sensors on the AC and/or DC side. Only two current sensors are used to measure load and converter currents. Consequently, a proportional-integral regulator is not used, and there is no need for additional calculations for the determination of the grid-current amplitude. To obtain the correct reference grid current, the distorted load current is first processed by using the second-order generalized integrator algorithm, which does not require voltage information. A step-by-step performance study, in a real-time environment, shows that the proposed control technique is able to generate the proper compensating reference current for small-scale non-linear loads. As a result, the total harmonic distortion of the grid current is reduced from 25.33 to 3.80%, which meets the recommended IEEE 519-1992 Standard.     

基于有限冲击响应滤波器线性相移控制的单相系统数字锁相环

利用有限冲击响应数字滤波器具有线性相移的特性,针对单相并网系统提出了基于有限冲击响应数字滤波器构造?? 静止坐标系下的电压矢量方法.参照三相并网系统基于???静止坐标系到dq同步旋转坐标系的数字锁相环原理,采用同步采样技术确保滤波器恒定系数的方法,实现了基于虚拟两相直角坐标系的数字锁相环控制.利用PSIM软件对电网电压幅值和频率的波动、3次谐波注入等参数变化的影响做了仿真研究.在此基础上,搭建了基于DSP TMS320C32为控制核心的模拟装置,实验结果验证了该方法是可行的,并且具有较好的动静态性能.     

基于复合控制的有源电力滤波器的研究

主要介绍了一种基于d-q旋转坐标系下PI控制和重复控制结合的复合控制。PI控制不适用于具有周期性外激励信号的系统,及跟踪效果较差的系统;重复控制对周期性外激励信号的跟踪和抑制具有优异的控制性能。复合控制结合了PI控制和重复控制的优点,能够有效地消除系统的稳态误差、改善系统的鲁棒性并具有良好的动态电流响应。基于三相并联有源滤波器系统,着重研究了复合控制的设计方法,并进行了仿真验证,仿真结果表明了此方法的有效性和优异性。     

基于模糊逻辑的有源电力滤波器直接功率控制

基于模糊逻辑的直接功率控制方法用于并联型有源滤波器,有利于消除非线性负载产生的谐波与无功功率补偿。该方法根据瞬时功率理论将瞬时有功功率和无功功率差值作为模糊控制变量,由模糊规则产生开关状态信号,省去功率滞环比较器,不使用传统的预置开关表。仿真和试验表明,该控制方法能够实现网侧单位功率因数、直流侧电压接近参考值,电能质量得到优化。     

基于PCI总线的有源滤波器控制电路

有源电力滤波器提供了一种很好的滤除谐波电流的方法,它是通过产生一定量的电流去补偿由非线性负荷引起的谐波电流。针对目前有源滤波器系统的下位机与工控机通常利用RS232或RS485进行数据传输时存在传输速度慢和实时性差的情况,提出了采用具有数据吞吐量大和数据传输率高等特点的PCI总线来实现通讯设计。实践表明基于PCI总线的DSP控制电路不仅提高了数据通讯的速度,而且提高了系统控制板卡的可靠性。     

基于改进预测直接功率控制的有源滤波器

针对有源电力滤波器应用电压定向直接功率控制在启动或轻载时有功功率、无功功率、直流侧电压波动较大,开关频率不固定,而现有的预测直接功率控制模型不精确等问题,提出了一种基于恒定开关频率的改进预测直接功率控制策略。该策略采用一种精确的预测算法计算出参考电压矢量,利用空间电压矢量脉宽调制策略(SVPWM)来跟踪参考电压。仿真结果表明在APF启动以及负载突然波动时,改进的预测直接功率策略具有更好的稳态和动态性能。