基于直接功率控制的并联有源电力滤波器

三相三线并联有源电力滤波器能够实时的补偿谐波电流和无功电流.目前,并联有源电力滤波器的补偿原理大多是补偿电流跟踪检测出的参考谐波电流.在分析以往的补偿原理之后,提出了把检测出的谐波功率作为参考功率信号,然后,采用直接功率控制方法,设计有源电力滤波器的控制器,使滤波器的输出的谐波功率跟踪参考功率,从而达到消除谐波的目的.仿真试验结果表明,采用这种控制策略设计出的有源电力滤波器具有良好的谐波补偿效果.     

三相直流侧APF补偿性能的频域研究

三相不可控整流桥装置产生的电流谐波具有谐波含量大,谐波频谱分布宽的特点.直流侧有源电力滤波器是针对不可控整流桥装置提出的谐波治理方案.从频域角度分析直流侧有源电力滤波器电流环带宽与谐波补偿性能的关系,得到不同带宽所对应的补偿后电流THD理论数据,从而对三相直流侧有源电力滤波器的补偿性能进行定量的研究.通过该频域分析方法,将三相直流侧有源电力滤波器与传统交流侧有源电力滤波器进行对比分析.分析表明,在三相不可控整流桥带大电感负载情况下,当电流环带宽取1kHz时,直流侧有源电力滤波器补偿后电流THD为0.41%,交流侧有源电力滤波器补偿后电流THD为9.63%.采用平均电流控制策略,完成三相直流侧有源电力滤波器的设计.实验测试结果验证当电流环带宽取1kHz时,三相直流侧有源电力滤波器实现整流桥负载谐波电流的有效补偿.     

基于灰色预测理论的并联型混合电力有源滤波器研究

并联型混合有源滤波器应用于电力系统可以动态抑制电网谐波,但由于有源滤波器控制延时影响而无法进行完全电流补偿。提出采用灰色模型来实现无时延预测控制,并将其应用于并联型混合有源滤波器有效补偿非线性负载中的谐波电流。文中具体分析了并联型混合电力有源滤波器的谐波检测原理、灰色预测控制策略及PWM滞环比较控制策略,在EMTDC平台建立基于灰色预测控制策略的并联型混合有源滤波器仿真模型进行测试,仿真结果表明采用灰色预测控制策略的并联型混合有源滤波器有较好的谐波抑制和无功补偿的性能。     

基于灰色预测理论的并联型混合电力有源滤波器研究

并联型混合有源滤波器应用于电力系统可以动态抑制电网谐波,但由于有源滤波器控制延时影响而无法进行完全电流补偿.提出采用灰色模型来实现无时延预测控制,并将其应用于并联型混合有源滤波器有效补偿非线性负载中的谐波电流.文中具体分析了并联型混合电力有源滤波器的谐波检测原理、灰色预测控制策略及PWM滞环比较控制策略,在EMTDC平台建立基于灰色预测控制策略的并联型混合有源滤波器仿真模型进行测试,仿真结果表明采用灰色预测控制策略的并联型混合有源滤波器有较好的谐波抑制和无功补偿的性能.     

基于虚拟电容补偿的级联型有源电力滤波器控制策略

级联型有源电力滤波器(APF)可用于中高压系统中的谐波补偿,为改善传统直接电流控制策略指令跟踪能力和抵抗电网电压干扰能力较差的问题,本文提出一种基于虚拟电容补偿的级联型有源电力滤波器控制策略.通过分析对比指令电流两种不同补偿方式,得出基于指令电流前馈补偿的谐波输出控制策略在保证指令跟踪能力的基础上具有更强的抵抗电网电压干扰能力的结论.PSCAD仿真实验验证了所提方法的可行性和优越性.     

有源电力滤波器的控制策略综述

随着电力电子装置的广泛应用,大量的谐波和无功电流注入电网,引起电网污染,造成电能质量问题日益严重.有源电力滤波器(active power filter,APF)是补偿电力系统谐波及无功功率的重要装置,其控制的实时性和准确性是实现有效补偿的一个关键.介绍了几种适合于有源电力滤波器的谐波电流检测方法和补偿电流控制策略的基本原理,进行了对比分析,并指出了它们各自的优缺点.控制策略的不断发展可使有源滤波器获得更好的性能和更广泛的应用.     

基于仿射系统模型的含间谐波的有源电力滤波器电流跟踪策略

从三相三线并联型有源电力滤波器的平均化模型出发,推导出其仿射系统模型,基于该模型利用无源性理论设计三相三线并联型有源电力滤波器的外层电流跟踪策略,并且证明在这种控制策略下系统能够渐进稳定地跟踪指令电流信号,即该控制策略可实现三相三线并联型有源电力滤波器对含谐波及间谐波复杂电流信号的精确补偿,最后通过Matlab/Simulink搭建系统的仿真平台,仿真结果说明,采用该控制策略能够对间谐波电流有较好补偿效果。     

一种并联混合型电力滤波器控制策略

针对由并联电容器与有源电力滤波器组成的混合补偿系统所存在的稳定性问题,对混合系统的电流检测方法做了稳定性分析,提出了一种检测负载电流加电网电压的新型控制策略,该策略通过检测电网侧的谐波电压发出相应的谐波电流,改变系统的谐波阻抗而使系统的稳定性得到改善.并分析了此控制策略对有源电力滤波器的容量影响.经过理论分析和实验验证,此控制策略可以有效提高混合补偿系统的稳定性.     

三相四线制并联型有源电力滤波器研究

介绍了三相四线并联型有源电力滤波器的基本原理,谐波检测方法以及控制策略.本文采用电流闭环PI结合电压前馈控制补偿电流发生环节,建立了并联型三相四线制有源电力滤波系统的仿真模型并进行了仿真.仿真结果表明该并联型有源电力滤波器能有效地补偿三相电流及中线电流,论证了其补偿电流检测方法及控制方案的可行性.     

基于滞环空间矢量控制的有源电力滤波器的研究

介绍了有源电力滤波器的工作原理及谐波电流检测方法,提出了基于滞环的空间矢量控制策略并应用于有源电力滤波器.仿真和实验结果表明,该方法使有源电力滤波器具有补偿精度高、开关次数少、动态响应快的特点.     

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。     

低压大容量配电网无功与谐波综合补偿控制方法研究

针对目前配电网低压系统中常见的无功补偿和谐波治理装备难以兼顾无功与谐波综合动态治理的问题,结合配电网低压系统中的APF容量小以及DSTATCOM无法补偿高次谐波的现实,在多模块型并联主电路拓扑的基础上,提出了一种大容量的无功补偿和谐波治理的综合控制策略。将无功补偿和谐波治理的容量实时分解到不同频带内,通过不同的功率模块,实现动态无功调节和谐波的分频段补偿,有效提高了多模块型APF在大功率场合应用的灵活性。理论分析和仿真证明了无功和谐波分频段综合补偿的有效性和可行性。     

SVC和APF联合系统的研究

提出了静止无功补偿器(SVC)和有源电力滤波器(APF)联合运行进行无功补偿和谐波治理的方案;介绍了系统的拓扑结构、分析了系统的稳定性,指出当APF采用"只检测特定次谐波电流"的检测方法时,其与SVC的耦合程度小,系统能稳定运行.在此基础上,研究了一种适用于APF的k次谐波电流检测方法,并深入分析了SVC和APF的控制策略.样机实验结果验证了k次谐波电流检测方法和控制策略的有效性和正确性.     

一种新型有源滤波器谐波提取方法和控制策略

提出并实现了一种能在电网电压存在畸变和不对称条件下准确提取电网中谐波和无功电流的检测方法。从矢量分析角度出发,通过对三相电网电压和电流矢量在dp坐标系下进行投影变换,实现谐波和无功电流的提取。补偿电流采用预测电流控制,获得了较好的补偿特性和控制精度。对5kVA有源滤波器和150kVA混合滤波器的实验结果验证了所提出方法的可行性和正确性。     

三相有源电力滤波器控制方法的研究

基于单周控制的三相有源电力滤波器(APF)虽不需谐波检测电路,电路相对简单,但只能同时补偿谐波和无功电流,且要求电源电压无畸变,故有局限性。为此将ip-iq谐波检测法和单周控制方法相结合,利用ip-iq法检测负载电流的谐波和无功分量,以单周控制作为电流跟踪控制方式,推出单周控制方程,基于此的建模和仿真研究结果表明:APF可灵活地补偿非线性负载的谐波和无功电流,且补偿效果良好,有一定可行性。     

Optimization‐based method for shunt hybrid filter compensation in non‐stiff systems

In this contribution, a steady‐state approach for determining the optimal size and control of a shunt hybrid filter (SHF), to control harmonic current mitigation and to provide reactive power compensation, is proposed. The SHF topology is formed by a shunt active power filter (APF) and a shunt capacitor. The APF current injections are determined from the solution of a nonlinear programming problem formulated to meet permissible operation limits, with an optimal APF size. The formulation and control theory for the SHF is developed in the abc reference frame. An important practical aspect such as the application of SHF compensation in non‐stiff systems is included in the analysis and solution of the nonlinear programming problem, as well as in the current control technique, maintaining stringent performance requirements on the tracking of the filtering currents, by allowing the use of the shunt capacitor also as a filter for draining the ripple current inherent to the APF injection currents. Results obtained with matlab /Simulink (MathWorks, Inc., Natick, MA, USA) show that the proposed theory and the control of the optimal SHF compensation constitute an effective system to compensate reactive power and to control harmonic distortion under selected/permissible limits with an optimal APF injection current reducing the APF size. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

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。     

一种新型有源电力滤波器双滞环电流控制策略

有源电力滤波器APF(active power filter)是一种动态抑制谐波、补偿无功的电力电子装置,能够对不同大小和频率的谐波进行快速实时跟踪补偿,有效降低电力系统的谐波含量。但APF长期处于高频通断的工作状态,造成较高的功率损耗和故障率,降低了经济性和工作可靠性。针对高功损和高故障率的问题,分析传统滞环电流控制策略的不足,提出一种新型滞环电流控制策略,合理控制APF开关器件的通断,进而降低开关频率,同时提升谐波补偿效果,使APF工作可靠性和谐波补偿性能提高。最后仿真和实验结果验证了该控制策略的可行性与有效性。     

有源电力滤波器谐波检测与补偿在采油平台电网的应用研究

针对采油平台电网谐波检测和补偿的不足,提出基于瞬时无功功率理论的检测方法,并对该方法进行分析。仿真和试验证明,该检测法不仅动态响应速度快,而且精度好。对于补偿控制策略,建立了并联型三相三线制有源电力滤波器的数学模型,对空间电压矢量PWM控制基本原理进行研究。仿真和样机结果表明,基于空间电压矢量PWM技术的补偿电流控制方法的补偿效果最佳。