基于无源性的并联型有源电力滤波器控制策略

非线性负载的变化是影响有源电力滤波器(APF)稳定控制的主要因素之一,基于无源性的控制(PBC)方法为此提供了有效的解决方案.利用本质上是非线性反馈的PBC策略,从能量角度分析并联型APF控制系统,确定不必抵消的"无功力",设计全局定义的控制律,实现APF系统的全局稳定和电流跟踪控制.首先建立了三相APF的Euler-Lagrange模型;在此基础上利用PBC方法构建电流动态跟踪控制器,在非线性负载时变未知情形下,实现了直流侧电容电压的补偿控制和谐波电流的期望轨迹渐近跟踪;最后,针对实际运行时APF系统参数具有不确定性的问题,将PBC方法与非线性观测算法相结合,实现电阻参数的自调整,有效抑制负载变化时产生的电流畸变.该方法具有形式简单、无奇异点、鲁棒性好的特点.基于dSPACE的实验结果证明了该控制策略的有效性.     

基于PCHD模型的APF自适应模糊无源控制研究

为改进有源电力滤波器APF的电网电流补偿效果,基于APF的端口受控哈密顿(PCHD)数学模型,采用互联和阻尼配置无源控制(IDA-PBC)方法,设计了通过模糊控制实现注入阻尼在线调整的无源混合控制器。同时,为提高APF的直流侧电压控制能力,采用自适应模糊PI控制器,实现比例系数与积分系数的在线调整。利用所提出的控制器,可有效补偿电网电流,抑制负载电流谐波,使电网电流为近似正弦波;同时,获得更好的直流电压动静态性能。在Matlab/Simulink仿真平台上搭建APF自适应模糊无源混合控制器的仿真模型,对APF的谐波补偿性能进行了仿真实验研究。仿真结果表明所提出的自适应模糊无源混合控制策略是可行的。     

无需检测负载有功电流的一种APF无源性控制方法

基于欧拉-拉格朗日(Euler Lagrange-EL)模型的有源电力滤波器(Active Power Filter-APF)无源性控制中将对负载谐波电流的跟踪转换为对系统电源电流的控制,降低了控制器的跟踪难度。针对已有的APF无源性控制文献在设计系统电源电流期望平衡点时需要提取负载有功电流,指出负载有功电流只是APF直流侧电压闭环的一个前馈信号,提出一种改进的无需检测负载有功电流的基于EL模型的APF无源性控制方法,在降低控制器算法复杂程度的同时去掉负载有功电流提取算法中数字低通滤波器(Low Pass Filter-LPF)带来的延时。仿真和实验证明了方法的有效性。     

改进型谐振控制三相并联有源电力滤波器的仿真研究

为了优化有源电力滤波器(APF)所产生的补偿电流的质量,在对APF电流跟踪控制进行分析的基础上,提出了一种改进的方法,即通过谐振控制器和比例控制器的并联实现无静差控制。结合瞬时无功功率理论检测谐波,对APF进行了理论分析和Matlab/Simulink仿真验证。改进后的方法能够实现对多个谐振频率进行零稳态误差跟踪,在三相并联APF中滤除掉50次以内的特定谐波。仿真结果证明了该设计方法的合理性和有效性。     

重复控制补偿的有源电力滤波器无源控制

针对基于欧拉-拉格朗日(Euler-Lagrange,EL)模型的有源电力滤波器(active power fil-ter,APF)无源控制方法在受到数学模型不精确、系统参数摄动等干扰情况下稳态跟踪精度欠佳的问题,根据APF的基本原理,对基于EL模型的APF无源性控制规律进行数学推导表明:依靠系统自然阻尼收敛的APF无源性控制律相当于引入前馈和解耦的开环控制方法;向系统注入阻尼的APF无源控制规律相当于在引入前馈和解耦的开环控制基础上加入了比例反馈控制,因此无法实现对期望平衡点的无静差跟踪和系统中"死区效应"等周期性干扰的抑制。为了提高APF无源控制的稳态跟踪精度,提出利用重复控制补偿的APF无源性控制方案。仿真和实验表明所提方法保留了原方法动态响应速度快等优点的同时提高了系统的稳态跟踪精度和干扰情况下的鲁棒性。     

有源滤波器在d,q坐标系下的PI-模糊谐振控制

有源电力滤波器(APF)被认为将代替传统LC无源滤波器,用来治理线路上非线性负载及开关器件产生的谐波和无功电流.APF为消除谐波,逆变器必须根据指令输出补偿电流,而谐波电流随时间快速振荡变化,因此电流控制器对谐波电流的跟踪能力决定了APF的性能高低.在此分析了并联型APF的电流控制数学模型,针对并联型APF提出一种简单...     

有源电力滤波器反馈精确线性化重复控制

提出了三相四线制有源电力滤波器(APF)反馈精确线性化重复控制的电流复合控制策略.通过反馈精确线性化方法得到三相四线制电容中分式APF的可控线性化模型,实现有功电流和无功电流的解耦控制;根据重复控制理论设计基于重复控制的电流控制器.控制方法结合了精确反馈线性化非线性控制与重复控制的优点,改善了控制精度和补偿效果,提高了系统的动态响应速度和稳态性能.     

混合型APF的选择性谐波补偿控制策略研究

混合有源电力滤波器(HAPF)将有源电力滤波器(APF)和无源滤波器相结合,既能弥补无源滤波器的缺点,又能有效降低APF的容量,在工程实际中具有很强的实用性.针对一种单调谐HAPF,分析了其拓扑结构,推导得到了α,β坐标系下的电流控制模型;提出了一种基于负载电流检测方式的选择性谐波补偿控制策略,电流控制环节采用多个矢量谐振控制器并联同时实现了指令次谐波提取和谐波跟踪.最后搭建了实验平台进行实验,结果证明了所提控制策略的有效性.     

基于PCHD模型的LCL型APF自适应模糊无源控制策略

有源电力滤波器(APF)是治理电力系统中谐波的重要手段.为了改善有源电力滤波器补偿电网侧电流的效果,提出了一种基于端口受控耗散哈密尔顿(PCHD)模型的APF的无源控制方法.首先,建立了LCL型APF系统的PCHD模型,并采用了易于实现的互联阻尼配置无源控制(IDA-PBC)方法设计无源控制器,验证了所设计控制器的稳定性.同时对直流侧电压采用模糊控制,以期提高稳定电压的能力.此外,采用了正弦幅值积分器(SAI)来获得谐波电流的基波成分,用来避免使用低通滤波器检测谐波带来的延迟.在Matlab/Simulink中构建系统的无源控制方法,仿真结果表明了所提控制方法的可行性与有效性.     

基于PCHD模型的LCL型APF自适应模糊无源控制策略

有源电力滤波器(APF)是治理电力系统中谐波的重要手段.为了改善有源电力滤波器补偿电网侧电流的效果,提出了一种基于端口受控耗散哈密尔顿(PCHD)模型的APF的无源控制方法.首先,建立了LCL型APF系统的PCHD模型,并采用了易于实现的互联阻尼配置无源控制(IDA-PBC)方法设计无源控制器,验证了所设计控制器的稳定性.同时对直流侧电压采用模糊控制,以期提高稳定电压的能力.此外,采用了正弦幅值积分器(SAI)来获得谐波电流的基波成分,用来避免使用低通滤波器检测谐波带来的延迟.在Matlab/Simulink中构建系统的无源控制方法,仿真结果表明了所提控制方法的可行性与有效性.     

三相并联型有源电力滤波器补偿电流性能分析与改进

三相有源电力滤波器通常用来补偿非线性负载所引起的谐波和无功电流。在有源电力滤波装置中，其补偿性能的好坏，很大程度上取决于控制器的设计。但由于非理想因素的影响，例如输出电流环路带宽有限、检测电路的延时、指令电流的产生等，都会影响补偿效果，而传统的PI控制由于带宽有限不能实现无静差输出。为了提高三相并联型有源电力滤波器的补偿性能，该文在同步旋转坐标系下提出了一种理想的电流控制策略即基于PI控制和重复控制并联结构的电流控制方法，利用重复控制对于周期扰动信号无差跟踪的特点来提高有源滤波的稳态精度，PI控制保证有源电力滤波器的动态性能。实验结果和理论分析充分证明了所提并联结构电流控制器的可行性。     

Model reference adaptive sliding mode control using RBF neural network for active power filter

In this paper, a model reference adaptive sliding mode (MRASMC) using a radical basis function (RBF) neural network (NN) is proposed to control the single-phase active power filter (APF). The RBF NN is utilized to approximate the nonlinear function and eliminate the modeling error in the APF system. The model reference adaptive current controller in AC side not only guarantees the globally stability of the APF system but also the compensating current to track the harmonic current accurately. Moreover, a sliding mode voltage controller based on an exponential approach law is designed to improve the tracking performance of DC side voltage. Simulation results demonstrate strong robustness and outstanding compensation performance with the proposed APF control system. In conclusion, MRASMC using RBF NN can improve the adaptability and robustness of the APF system and track the given instructional signal quickly.     

基于PI迭代学习的有源滤波器电流跟踪控制

在采用有源电力滤波器消除谐波过程中,由于滤波器的检测精度有限,指令电流计算延时和输出滤波器的相移等因素影响,传统PI控制滤波效果不够理想。本文针对稳定性负载电网谐波具有重复周期性特点,提出了一种基于PI型学习律的迭代学习控制算法,通过实施遗忘因子学习律增强系统鲁棒性的同时,引入了在最优目标选择下模糊参考电流误差的D型学习律前馈环节,提高了系统的跟踪精度。仿真与现场运行结果都证明,该控制方法具有谐波电流跟踪效果好,计算量小,工程易于实现等特点。     

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。     

基于非线性微分跟踪器的无差拍控制在APF中的应用

文中将无差拍控制和非线性微分跟踪器相结合,利用两者的优势,提出一种基于APF无差拍控制器中引入非线性微分跟踪器,用以补偿负载电流变化扰动APF控制器的影响,从而避免过于复杂的谐波电流提取算法。该算法与传统的APF谐波提取算法不同,可以有效地降低电网电流的THD。仿真和实验结果都证明了所提控制算法方法的可行性。     

有源电力滤波器补偿电流的性能分析

为了提高并联型有源电力滤波器（ APF）的补偿性能,在同步旋转坐标系下提出了一种理想的电流控制策略,即基于数字PI控制和重复控制并联结构的复合电流控制方法。利用重复控制对于周期扰动信号无差跟踪的特点来提高有源滤波的稳态精度,PI控制保证APF的动态性能。试验结果和理论分析结果表明,并联结构的补偿电流控制器是可行的。     

并联有源电力滤波器新型控制策略仿真研究

三相三线并联有源电力滤波器(APF)能够实时地补偿谐波电流和无功电流。控制器作为APF的核心部件,它的性能好坏直接影响到APF的补偿效果。而影响控制器动态性能的关键因素是控制算法。考虑到APF的数学模型在dq 坐标系下,是一个非线性耦合系统,首先采用逆系统方法将原系统线性化解耦,构造出伪线性系统。然后,再运用变结构控制,设计出这个伪线性系统的变结构控制律。最后,建立了APF的仿真模型对其进行仿真试验。试验结果表明,基于此控制策略设计出APF的控制器能使有源滤波器具备良好的补偿效果。     

四桥臂APF电流跟踪控制方法研究

为解决三相四线制不对称电网系统的谐波污染问题,通过对三相四桥臂电路拓扑结构进行分析。针对传统的三维空间矢量调制方法,首先阐明了其不能用于四桥臂APF电流跟踪的原因。在此基础上,结合三桥臂APF的电流跟踪控制方法,在二维空间矢量控制策略上增加三维坐标垂直坐标轴上的电流跟踪策略,将三维空间矢量划分为12个三棱柱,而非传统的24个四面体,并根据垂直坐标轴分量的正负情况给出了电压,电流矢量的判定方法,得到了三维矢量电流跟踪控制下的输出矢量的选取判定表,实现了四桥臂APF对谐波电流的有效补偿。仿真和实验结果证明了该方法的正确性与有效性。     

有源电力滤波器重复控制方法的设计

分析了三相并联型有源电力滤波器(APF)原理和电流控制数学模型。接着将重复控制器嵌入到有源电力滤波器(APF)中,实现PI控制和重复控制的双闭环电流控制。同时讨论了重复控制的稳定性和稳态误差,分析了重复控制器的参数设计。最后在一台20kVA并联型有源电力滤波器样机上验证了该方法的使用性和有效性。     

有源滤波器的模糊阈值变环宽滞环电流跟踪控制策略

针对有源电力滤波器（APF）的电流跟踪功能模块,提出了一种模糊阈值变环宽滞环电流跟踪控制算法。在构建APF装置模型并分析滞环宽度变化规律的基础上,通过使用内部模糊控制器用以动态地调节滞环比较器的环宽,从而达到了限定开关频率的目的。该方法相比于传统滞环比较方法具有更好的跟踪精度和动态性能,充分利用了开关器件的导通能力;同时由于降低了最大开关频率,从而保证了装置的安全运行。通过仿真与实际实验结果进一步验证了该算法的电流跟踪效果以及对于非线性装置产生的系统谐波的补偿能力。