差拍控制在有源电力滤波器中的应用

有源滤波器因可以实现谐波、无功、不平衡分量补偿等多种功能,所以已成为谐波抑制的主要技术.而且随着脉宽调制技术和微机技术的不断发展,使得基于微机的数字脉宽调制方法在有源滤波器中的应用成为可能.无差拍控制就是其中一种在预测控制基础上发展起来的全数字化脉宽调制方法.该方法的优点是能够预测谐波电流的变化趋势并跟踪补偿,缺点是控制算法复杂,对预测模型依赖性较大,使其在具体实现过程中存在困难.针对这一不足,提出了一种改进的、易于实现的差拍控制方法,并结合定脉宽调制技术,以单相并联型有源滤波器为对象进行仿真,仿真结果表明它具有和无差拍控制法相同的谐波补偿效果.     

基于自适应预测算法的谐波电流无差拍控制

基于单相并联有源电力滤波器,提出一种无差拍控制策略。随着数字控制技术的发展,无差拍控制在有源电力滤波器控制中的地位越来越重要。虽然该技术响应快、精度高,但由于采样以及处理器计算的延时,系统容易不稳定。文中提出了一种自适应预测算法,可预测两个采样周期后的参考电流,有效消除延时,保证系统稳定性。无差拍控制与自适应预测结合使用,可有效降低稳态时各次谐波电流的含有率和电流总谐波畸变率,并在负载变化时能快速跟踪上谐波电流的变化。通过仿真在单相并联有源电力滤波器上实现了该算法,并将其与线性预测方法进行了比较,证明了它具有精度高、响应快的特点。     

基于空间矢量的有源电力滤波器预测电压控制策略

从矢量的角度出发,将三相电网电压与电流矢量在旋转坐标系下进行投影变换,实现了谐波与无功电流的同时提取。进一步提出一种具有无差拍控制特性的有源电力滤波器空间矢量控制策略,实现了有源电力滤波器的预测控制和谐波与无功电流的精确补偿。利用MATLAB对所提出的控制策略进行仿真验证,并研制了5 kVA实验样机进行了实验研究。仿真与实验结果验证了此方法的正确性与有效性。     

改进差拍控制算法在有源滤波器中的应用

为克服有源滤波器的无差拍控制法因算法复杂导致计算延时而影响补偿效果的缺点,优化了有源滤波器的预测控制目标函数,提出了一种改进差拍控制算法并仿真验证了其可行性。用该算法控制三相有源滤波器时,每个控制周期内只需12次加法和5次乘法运算,计算复杂度明显降低。仿真结果表明,改进算法的控制精度与传统算法十分接近;与定时比较控制法相比,改进算法可减少部分硬件环节,提高了数字化程度。将主要结论与谐波检测预报相结合可实现对无差拍控制法的简化。     

基于SVPWM并联有源电力滤波的应用研究及仿真

在分析现有串联和并联有源电力滤波器的基础上,为了能实时有效地补偿电源电流中的谐波分量及其无功分量,提出了一种基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)及无差拍算法的并联有源电力滤波器控制方案,即利用无差拍控制实现谐波电流的跟踪算法,使用SVPWM算法跟踪补偿电流参考值;详细阐述了无差拍控制算法的原理,分析了基于SVPWM的补偿电流跟踪控制算法,推导了基于同步旋转dq坐标系的参考电流的状态空间方程及离散化控制方程,给出了基于Matlab/Simulink的有源电力滤波器无差拍控制算法的仿真模型.从仿真波形可以看出,几乎所有的谐波均降到了1%以下,总谐渡畸变率仅为1.96%,谐波抑制好.     

三电平有源滤波器无差拍控制系统

为解决三电平并联型有源滤波器(SAPF)因采样、计算、滤波等原因造成的电流跟踪延时,提出了一种基于简化空间矢量脉宽调制(SVPWM)三电平SAPF无差拍控制策略。建立了二三电平SAPF数学模型,阐述了无差拍控制的原理,并推导了无差拍控制模型。采用抛物线预测算法进行谐波预测,采用简化三电平SVPWM算法进行PWM脉冲调制,并通过浮点型数字处理器DSP实现。仿真试验结果表明,系统具有很好的滤波效果和良好的应用前景。     

三相四线制有源滤波器的新型无差拍控制

建立了三相四线制有源滤波器的完整数学模型.针对三相四线制有源滤波器,提出了一种基于重复预测型谐波电流观测器的新型无差拍控制方案,以改善有源滤波器的动态性能.详细阐述了新型无差拍控制的原理、控制系统的离散化模型、重复预测型谐波电流观测器的工作原理及保证其稳定工作的充分条件.基于MATLAB/Simulink的有源滤波器控制系统仿真分析表明,所提出的新型无差拍控制方案在保证系统稳态精度良好的同时有效改善了系统的动态响应.     

基于自适应谱线增强器预测的有源电力滤波器无差拍控制方法

为了克服有源滤波器控制中由于A/D采样、数据处理等环节带来的延时,提高控制的实时性,采用一种基于自适应谱线增强器（ALE）预测的有源滤波器无差拍控制方式。通过两次ALE预测得到两拍以后的指令电流参考值,进而由无差拍控制得出逆变器的输出电压,经SVPWM调制后给出IGBT驱动信号,从而实现补偿电流无差拍的跟踪指令电流。理论推导证明了所采用预测算法的鲁棒性在H∞意义上是最优的,仿真和试验验证了该方法的正确性和可行性。     

基于电流预测的有源滤波器无差拍控制

针对并联型有源滤波器的拓扑结构,本文基于无差拍控制原理,结合线性预测法自适应法提出了一种新的电流预测法。该方法实现了对指令电流的准确预测,解决数字控制给APF产生的延时误差,提高了系统谐波检测的实时性,得到了可靠的参考电压矢量,结合电压空间矢量法实现了谐波电流的实时补偿。最后,在Matlab/Simulink环境中建立了仿真模型,设定了相关参数,仿真结果表明了该预测方法的有效性。     

有源电力滤波器的新型拓扑结构和控制策略

着重介绍了用来抑制谐波和补偿无功功率的几种有源电力滤波器(APF)如并联型、串联型、串-并混合 型、无源有源混合型的拓扑结构。由无源滤波器(PF)与APF组合而成的混合型APF是目前较好的拓扑结构。对 比分析了可影响APF性能的几种适于APF的控制策略如基于空间向量的滞环电流控制、单周控制、无差拍控制 等,这些控制策略随着DSP技术的快速发展可方便地实现数字化,十分适合APF的控制。低损耗、低价格及大功 率、高频率的APF是未来的发展方向。     

二极管钳位型多电平有源电力滤波器的仿真

由于功率器件耐压水平的限制,传统的2电平拓扑结构有源电力滤波器(APF)难以实现对高压非线性负载的谐波补偿.文中采用二极管钳位型多电平变换器,提出了其作为APF运行的方案.对该APF进行了理论分析,提出一种基于重复预测型观测器的无差拍控制方案.该方案采用重复预测型观测器,对指令谐波电流进行预测,可在相同的采样频率下提供更精确的谐波电流预测值,因而可以改善整个系统的控制效果.仿真结果表明该APF适用于高电压及大容量谐波补偿.     

三电平有源电力滤波器的无差拍控制研究

对三电平主电路拓扑结构的并联型有源电力滤波器进行研究,首先介绍了其谐波电流检测方法、三电平主电路数学模型以及无差拍控制策略。针对三相三线制有源电力滤波器,根据所建立的主电路基于abc三相和d-q旋转坐标系下的数学模型,详细阐述了无差拍控制的原理、主电路的离散化模型。并分别提出非线性负载稳定和突变两种运行情况下谐波电流的预测算法。基于MATLAB/Simulink系统仿真分析结果表明,所提出的无差拍控制方法能很好地保证控制系统的精度和动态响应的速度。     

能量管理系统中发电计划安全校核功能的设计

基于调度生产的实际需求,对能量管理系统中发电计划安全校核的功能设计、关键技术、数据解析等进行了阐述,并对典型断面进行了分析.实际分析表明了该方法的有效性和实用性.     

谐振注入式有源滤波器数字化控制系统延时研究

有源电力滤波器作为动态谐波治理装置对系统实时性的要求很高，其数字化控制系统中存在的延时将不可避免地对系统整体性能产生消极影响。该文以目前有实用先例的谐振注入式有源滤波器为例，从分析数字化有源滤波系统产生延时的原因出发，就谐波补偿效果、系统稳定性和PWM调制3方面探讨了延时对谐振注入式有源滤波系统性能产生的影响，同时结合实例提出从器件选型、提高采样频率和应用信号预测算法3个方面有效减小延时以提高系统整体性能的方法，所得的结论也能够推广应用于其它结构的并联混合型有源滤波装置中，为其设计和参数选型提供有益的指导。     

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。     

单相光伏并网逆变器瞬时电流检测与补偿控制

为拓展单相光伏并网无功补偿功能，实现单相并网系统无功和谐波电流的精确检测和补偿，提出一种改进的新型瞬时无功与谐波电流检测及补偿方法。该方法以瞬时无功理论为基础，推导出单相并网逆变器瞬时无功控制规律，可以简便、快速地分离所需电流分量;并结合无差拍理论，给出基于无差拍控制的单相并网逆变器的脉宽调制（PWM）算法，可以对瞬时谐波及无功电流进行补偿。将该控制策略应用于单相光伏并网系统，使光伏并网系统除提供有功功率外，同时兼备无功与谐波补偿功能，增强了光伏并网功能。     

A novel robust current control approach using adaptive line enhancer for three‐phase current‐source active power filter

An effective system control method is presented for applying a three‐phase current‐source PWM converter with a deadbeat controller to active power filters (APFs). In the shunt‐type configuration, the APF is controlled such that the current drawn by the APF from the utility is equal to the current harmonics and reactive current required for the load. To attain the time‐optimal response of the APF supply current, a two‐dimensional deadbeat control scheme is applied to APF current control. Furthermore, in order to cancel both the delay in the two‐dimensional deadbeat control scheme and the delay in DSP control strategy, an Adaptive Line Enhancer (ALE) is introduced in order to predict the desired value three sampling periods ahead. ALE has another function of bringing robustness to the deadbeat control system. Due to the ALE, settling time is made short in a transient state. On the other hand, total harmonic distortion (THD) of source currents can be minimized compared to the case where ideal identification of the controlled system can be made. The experimental results obtained from the DSP‐based APF are also reported. The compensating ability of this APF is very high in accuracy and responsiveness although the modulation frequency is rather low. © 2004 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 150(1): 50–61, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20014     

以网侧电流为补偿目标的有源电力滤波器预测电流控制

根据有源电力滤波器谐波和无功检测的不必要性的结论,提出了一种以网侧电流为直接补偿目标的APF预测电流控制新方法.首先建立了用于预测电流控制的APF离散化模型,然后根据网侧电流的下一采样时刻的预测值和目标函数挑选出下一时刻的电压矢量.该方法除了可消除采样、计算造成的延时外,还可以省略谐波检测电路及实现等效的PwM发生器,在一定程度上简化了控制电路的软硬件设计,还消除了谐波检测造成的延时,具有良好的暂态性能.仿真结果表明该预测电流控制方法具有良好的补偿性能.