一种并联型有源电力滤波器的新型控制方法

为了克服传统有源电力滤波器的频带较宽和基于基波磁通补偿的有源电力滤波器保护相对困难的缺点,提出了一种并联型有源电力滤波器的新型控制方法。其基本原理为:将一个具有低漏抗的变压器一次侧并联在电力系统和谐波源两端,检测变压器一次侧的基波电压,以该基波电压作为参考信号,通过电力电子逆变器产生一个基波电压源施加到变压器二次侧,调节施加到二次侧的电压源的大小可以使并联变压器对基波呈现为一个可调电抗器来实现无功补偿,同时对谐波呈现为低阻抗,自动起到了滤波的作用。该有源电力滤波器具有系统结构和控制简单、保护方便、控制器更容易设计、多功能、易用于高压系统等特点。文中还分析了减小变压器漏感的方法、三相系统拓扑、系统控制策略、新型有源电力滤波器与基于基波磁通补偿的有源电力滤波器的关系。实验结果证明了该原理的有效性。     

基波磁通补偿串联混合型有源电力滤波器滤波特性分析

在基于基波磁通补偿的串联混合型有源电力滤波器（APF）中,由脉宽调制逆变器实现了一个受控基波电流源。串联变压器一次侧的系统电源与系统阻抗、无源滤波器和非线性负载共同作用,使串联变压器二次侧端口呈现一个谐波干扰电压,导致逆变器输出电流中含有一定谐波,影响了滤波器的滤波效果。     

基于并联变压器的新型有源电力滤波器控制策略

提出了一种由并联变压器和电压源型逆变器组成的新型有源电力滤波器控制策略。具体方法：将变压器一次绕组与谐波源并联,检测变压器一次侧基波电压作为指令信号,控制电压源型逆变器的输出电压加在变压器的二次侧,当逆变器输出电压与变压器一次侧基波电压满足一定条件时,对基波分量而言,有源电力滤波器等效为一个可调电抗以补偿无功;对谐波分量而言,有源电力滤波器等效为变压器漏抗,从而疏导谐波流入变压器一次绕组。最后的仿真结果验证了该策略的可行性。     

一种新型单相并联型有源电力滤波器

提出一种基于谐波磁通补偿原理的单相并联型有源电力滤波器。并联变压器的一次侧绕组与谐波负载相并联,二次侧绕组与逆变器相联,通过对变压器一次侧电压方程分析可知,当采用逆变器在变压器的二次侧注入与一次侧谐波电流呈一定补偿系数的谐波电流时,变压器一次侧对谐波电流呈现近似为零的低阻抗,而对基波电流呈现很大的励磁阻抗,从而输入电力系统中的谐波电流流入变压器支路。通过建立系统的数学模型进行了系统的稳定性分析及稳态误差估算。实验表明,该新型单相并联型有源电力滤波器简单可靠,并取得了较好的滤波效果。     

一种三相大容量有源电力滤波器的研究

为了提高串联型有源电力滤波器的容量,提出串联变压器的二次侧多补偿绕组结构。每个补偿绕组配置一个逆变器,通过逆变器向相应的补偿绕组注入基波电流,当变压器原副边基波电流满足基波电流补偿条件时,串联变压器的一次侧对基波电流呈现很低的阻抗,而对谐波电流呈现很高的阻抗,从而迫使谐波电流流入无源滤波电路。研制了一套100 kVA的样机,实验结果证明此滤波器具有很好的滤波特性。     

一种大容量的串联型有源电力滤波器

为了能制造出大容量的串联型有源电力滤波器,提出了在串联变压器二次侧设计有多个绕组,每个绕组配置一个逆变器单元。该单元向相应的二次侧注入幅值相同、相位相反的基波电流,在补偿系数等于1或略大于1时,在串联变压器一次侧对基波呈近似为0的阻抗,而对谐波呈现高阻抗,从而迫使谐波流入无源支路。实验结果证明了原理分析的正确性。     

一种新的采用低自感串联变压器的串联混合型有源电力滤波器

为降低逆变器容量和提高系统可靠性,该文提出一种新的采用低自感（或自阻抗）串联变压器的串联混合型有源电力滤波器。不同于传统结构,该混合滤波系统中的串联变压器自感很小,其标幺值仅为0.01~0.10,且串联有源滤波器不再控制为谐波电压源或基波电流源,而是控制为谐波电流源。在该方案中,逆变器和串联变压器二次侧绕组均无须承受很大的系统基波电流,而只承受一定倍数的滤波后系统谐波电流,其代价是逆变器在原来承受谐波电压的基础上叠加承受1~10％的系统基波电压。另外,该拓扑无须谐振于基波频率的LC旁路,降低了整个滤波装置的成本、损耗。仿真和实验结果表明,该新型滤波器具有良好的滤波效果。     

基于基波磁通补偿的串联混合型APF滤波特性分析

在基于基波磁通补偿的串联混合型有源电力滤波器(APF)中,由脉宽调制逆变器实现了一个受控基波电流源.串联变压器一次侧的系统电源与系统阻抗、无源滤波器和非线性负载共同作用,使串联变压器二次侧端口呈现一个谐波干扰电压,导致逆变器输出电流中含有一定谐波,影响了滤波器的滤波效果.文中以脉宽调制逆变器为核心,建立了滤波器的数学模型,并对其滤波特性进行了分析.提出了改善其滤波效果的3项有效措施,即适当增大逆变器输出滤波电感、合理选择串联变压器原副方变比、采用电压前馈控制技术.设计了一套基于数字控制的10 kVA APF样机,实验结果证明了原理分析的正确性.     

一种大容量的串联型有源电力滤波器

为了能制造出大容量的串联型有源电力滤波器，提出了在串联变压器二次侧设计有多个绕组，每个绕组配置一个逆变器单元。该单元向相应的二次侧注入幅值相同、相位相反的基波电流，在补偿系数等于1或略大于1时，在串联变压器一次侧对基波呈近似为0的阻抗，而对谐波呈现高阻抗，从而迫使谐波流入无源支路。实验结果证明了原理分析的正确性。     

一种基于复合控制的通用型有源电力滤波器

为了同时适合电压型谐波源和电流型谐波源的滤波,同时具有传统有源滤波器的并联型结构,本文提出一种基于复合控制的通用型有源电力滤波器,其基本原理为:检测系统的谐波电流和谐波源两端的基波电压,将这两个信号进行放大和组合后作为参考信号,通过电力电子逆变器产生一个电压源,将该电压源与一个带有较小阻抗值的联接电抗相串联后并联在谐波源和电力系统两端。理论分析表明该有源电力滤波器对基波进行动态无功补偿,对谐波相当于串联一个谐波高阻抗和并联一个谐波低阻抗,兼具疏导和隔离谐波的作用,从而构成一种高性价比的有源电力滤波器。该滤波器结构简单,保护方便,滤波效果好,逆变器容量小,适合于两种类型的谐波源。实验结果证明了该原理的有效性。     

一种新型的并联混合型有源电力滤波器

提出一种新型的基于阻抗可控的并联混合型有源电力滤波器。通过对带气隙的线性变压器的电压方程分析得知，当变压器二次侧注入的补偿电流和一次侧的电流满足一定的补偿条件时，变压器对谐波电流呈现近似为零的低阻抗，对基波电流呈现连续无极可调的电抗。从而不仅能够有效地抑制谐波，与无源电力滤波器相结合，还能够实时补偿无功功率。针对该原理提出一种新型的指令电流运算方法。此新原理在高压交流电力系统柔性输电装置中将有着广阔的应用前景。实验结果证明此有源电力滤波器新原理的正确性。     

一种实用的基于基波磁通补偿的串联混合型有源电力滤波器

推导了基于变压器基波磁通补偿的串联混合型有源电力滤波器的新原理 ,得出当串联变压器二次侧注入的基波电流和电网电流的基波成分满足基波补偿条件时 ,则串联变压器可以实现对基波呈现很低阻抗 ,而对谐波呈现很高的励磁阻抗。对该有源电力滤波器的电流控制方式进行了仿真。通过采用电流型谐波源进行接近实用化的实验 ,证明了该原理的正确性并取得了极好的补偿特性     

一种高压大容量有源电力滤波器研究

提出一种新型的基于变压器谐波电流补偿的高压大容量有源电力滤波器。变压器采用副方多补偿绕组结构,原方绕组与谐波负载相并联,副方补偿绕组分别与逆变器相联。实时检测变压器原方绕组的谐波电流,通过逆变器产生与原方绕组谐波电流成比例的谐波补偿电流注入变压器副方多补偿绕组中。当原、副方绕组的谐波电流满足谐波电流补偿条件时,变压器原方绕组对谐波电流呈现近似为零的低阻抗,而对基波电流呈现很大的励磁阻抗,从而输导高压电力系统中的谐波电流流入变压器支路。仿真结果证明了这种滤波新原理的正确性。     

基于单周控制的基波磁通补偿串联混合型有源电力滤波器

介绍了基于变压器基波磁通补偿的串联混合型有源电力滤波器,将一变压器的一次侧串联在电网与谐波源之间,当串联变压器二次侧注入的基波电流与电网电流的基波分量满足补偿条件时,串联变压器可以实现对基波呈低阻抗,而对谐波呈很高的励磁阻抗,实现谐波与电网的隔离。将单周控制代替传统的滞环控制来获得补偿电流的跟踪,使得开关频率恒定,从而可以精确地设计高频滤波电容,提高系统的补偿性能和鲁棒性。推导了采用单周控制时系统的控制方程,分析了系统的工作过程。利用MATLAB对采用单周控制时系统的补偿性能进行仿真,结果表明系统具有较好的动稳态补偿性能。通过实验进一步证明了采用单周控制的可行性。     

变频航空有源滤波器的研究

针对航空电源频率变化宽的要求,提出了一种新的航空有源滤波器.通过提取电网输入电流基波,并作为逆变器的基准,由逆变器产生基波补偿电流,并通过串联在电网与负载之间的电流变压器注入电网.当注入电流与电网电流基波成一定比例时,变压器初级对基波呈现低阻抗,对谐波呈现高阻抗.无源滤波器由单电容构成,可以对频率变化的电源系统起到很好的滤波作用.试验证明,新的拓扑和控制策略简单可靠,可以很好地满足航空电源对电网输入电流的要求,具有广泛的应用前景.     

多绕组变压器负载可控型可调电抗

为使可调电抗器能快速连续调节且不产生谐波,提出一种新的可调电抗原理:使用晶闸管和电压型PWM逆变器作为多绕组变压器二次侧负载,通过对晶闸管的开关控制和对逆变器输出电流的控制实现变压器一次侧等效阻抗的任意调节。晶闸管的开关控制实现可调电抗的粗调,从而晶闸管开关绕组占有可调电抗的主要容量;逆变器输出电流控制实现可调电抗的细调,逆变器输出绕组容量很小,从而降低了成本。实验结果表明该新型可调电抗器具备电感线性连续可调、谐波电流小的优良性能。