三相三线APF补偿电流的模糊反馈检测与控制

补偿电流的检测是三相有源电力滤波器的关键问题,快速准确地检测出补偿电流并实施有效的控制直接影响到有源电力滤波器的补偿效果.对三相三线制有源电力滤渡器进行电路模型分析,采用T-S模糊反馈控制的方法,获得三相三线制有源电力滤波器的补偿电流,并对电源电流进行实时的模糊反馈控制.采用并行分布补偿的方法设计了模糊反馈控制器,将有源电力滤波器的非线性问题线性化,在稳定性条件下求解线性矩阵不等式,得到无功功率及谐波电流全补偿控制策略的状态反馈增益,由此获得连续的即时补偿跟踪电流,仿真及实验结果验证了补偿电流检测的准确性及模糊反馈控制的有效性,对简化有源滤波器的电流检测与其构成组件具有较大应用价值.     

新型有源电力滤波器控制策略的研究及其EMTP仿真

文章提出了一种新型的电压源型有源电力滤波器控制策略,详细介绍了该控制策略的设计方法,并给出了其配置和控制框图。该控制策略采用基于直流电压控制和无功电流反馈的控制方法直接控制输出电流,避免了有功、无功功率的复杂计算。EMTP-Scope view仿真结果表明,该电压源型有源电力滤波器控制策略可有效补偿谐波电流和无功电流。     

有源电力滤波器的模糊神经网络控制

针对有源电力滤波器APF是非线性、强耦合的复杂系统,难以建立精确的数学模型,因而使得智能控制技术在有源电力滤波器中的应用具有很大的潜力。该文设计出一种将模糊控制与神经网络控制相结合的模糊神经网络控制器FNNC,并将其应用到并联型有源电力滤波器的直流侧电压的控制中。通过仿真表明该控制策略具有可行性、较强的适应性和鲁棒性。     

有源电力滤波器的自抗扰控制研究

针对采用PI控制器控制有源电力滤波器时存在谐波或基波电流指令而无法实现无静差调节,且数字化后会进一步增大稳态误差,使有源电力滤波器的补偿性能降低的问题,提出一种有源电力滤波器的自抗扰控制策略。该策略利用自抗扰控制器的非线性跟踪-微分器和扩张状态观测器分别处理参考输入和输出,并选择适当的状态误差,实现了对滤波的自动、精确补偿。仿真和实验结果表明,有源电力滤波器采用自抗扰控制策略后具有很强的鲁棒性、稳定性和适应性,控制性能有较大改善。     

有源电力滤波器的鲁棒重复电流控制策略研究

针对传统的电流环PI控制存在稳态误差和相角偏移等问题,提出了一种有源电力滤波器的鲁棒重复电流控制策略,详细分析了鲁棒重复控制策略的具体实现方法。仿真和试验结果表明,该控制策略在实现有源电力滤波器输出补偿电流准确跟踪指令电流的同时,提高了有源电力滤波器的抗干扰性能,显著改善了有源电力滤波器的动静态性能。     

并联型有源电力滤波器双闭环控制策略研究

分析了并联型有源电力滤波器控制器双闭环控制策略的实现原理:针对PI控制不能无静差地跟踪交流信号、重复控制动态响应速度较慢的问题,提出了电流内环采用基于重复控制和PI控制的复合控制策略,该策略利用重复控制改善并联型有源电力滤波器控制系统的稳态跟踪性能,利用PI控制改善并联型有源电力滤波器控制系统的动态特性;针对PI控制较难确定并联型有源电力滤波器控制系统的传递函数、不能在线整定PI参数的问题,电压外环采用模糊PID控制策略控制直流侧电压。Matlab/Simulink仿真结果验证了该控制策略的正确性和可行性。     

一种新型有源电力滤波器的优化控制

针对目前有源电力滤波器存在的体积大、工作频率高等问题，提出采用新型有源电力滤波器并实现其优化控制。与传统的单相有源电力滤波器相比，新型的有源电力滤波器所用功率开关元件少，电容容量小，不需直流侧储能元件，具有主电路结构简单、体积小、补偿效果好等优点。文中以电网电流的总谐波畸变最小作为控制目标，以滤波器主电路功率开关的开关时间作为优化变量，确定滤波电流补偿分量的数学模型，利用遗传算法进行优化控制，从而确定最优开关时间，然后利用Maflab／Simulink软件包，对带有整流负载的单相电网系统进行建模、仿真分析，仿真结果证明了所提方案正确性，控制效果良好。     

基于模糊控制的三电平有源电力滤波器研究

提出了一种基于ip-iq谐波电流检测、模糊PI电流控制和空间矢量脉宽调制的三电平有源电力滤波器的控制方案;建立了三电平有源电力滤波器的数学模型,详细介绍了三电平有源电力滤波器直流侧电压稳定和中点电位平衡控制方法的具体实现。仿真和实验结果表明,采用该控制方案的三电平有源电力滤波器具有良好的谐波补偿效果,且能较好地稳定直流侧电压和电容中点电位。     

基于LCL型有源电力滤波器的复合电流控制策略研究

针对传统电流控制策略存在高稳态精度与快速动态响应的矛盾,提出了一种基于LCL型有源电力滤波器的复合电流控制策略。该控制策略将比例积分控制和重复控制有机结合,在保证动态响应的基础上,利用PI控制器将控制模型补偿为稳定系统,使其在低频段具有良好的控制特性;利用重复控制器校正LCL型滤波器谐振峰和内环的固有相位滞后,实现电网谐波电流的快速跟踪与高精度补偿。实验结果表明,经过并联有源电力滤波器的谐波补偿,电网电流的总谐波失真明显减小,负载变化时并联有源电力滤波器可实现单周期快速响应,验证了所提出的复合电流控制策略的有效性。     

基于预测函数模型的APF补偿电流控制研究

为了有效地改善电网电流中因接入非线性负载所引入的谐波分量和削弱控制系统的延时特点,提出了一种基于预测函数模型的有源电力滤波器(APF)补偿电流控制方法,由当前时刻采样数据和最近历史时刻的数据进行构建预测函数模型,实现了有源滤波器谐波补偿电流的预测控制.仿真结果表明:该控制方法不仅对负载电流有精确的预测能力,且对系统电流中谐波电流具有较好的抑制效果和补偿精度.     

基于MPC的有源电力滤波器直流侧电压优化控制

为了提高有源电力滤波器(APF)的滤波性能和运行稳定性,提出了一种基于模型预测控制(MPC)算法的直流侧电压稳定控制方法,并在此基础上提出了简化滞环空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制方法.通过分析直流侧电压的主要影响因素,采用合适的预测模型,保障直流侧电压的稳定.简化后电流控制方法仅需利用三相电压中最大相和最小相,结合误差电流的正负即可直接判断出三相补偿装置的开关状态,避免了大量电压矢量和电流误差矢量的区域判断和最终矢量的选择,提高了系统的响应速度和控制精度.仿真和实验结果证明了控制策略的可行性和优越性.     

基于能量流动双PWM协调控制

基于双PWM结构,根据系统能量流动分析系统在能量平衡状态和能量不平衡状态下系统各部分间的能量关系,并建立双PWM结构能量数学模型;针对系统输出能量与消耗能量不平衡时造成的直流母线电压波动以及输出功率不匹配的问题,建立关于直流母线电压以及网侧电流d轴分量的约束条件,保证系统能量能够平滑变化;采用约束条件对整流器电压外环以及功率内环进行修正,用以实现整流侧输出能量与逆变侧消耗能量的快速平衡,达到双PWM结构间协调控制的目的;根据仿真结果表明,系统在电机功率突变时,能够实现能量的快速平衡,并且能够减少直流母线电压波动,减少网侧谐波分量和直流侧电容。     

Output feedback control of a three‐phase four‐wire unified power quality conditioner

The increasing penetration of power electronics in electrical equipment entails a significant impact on the deterioration of power supply quality. In this paper, the problem of power quality is addressed for distorted three‐phase four‐wire power grids supplying non‐linear unbalanced loads. A unified power quality conditioner (UPQC) is considered to ensure satisfactory electrical energy quality. To this end, a UPQC controller is designed to meet four control objectives: i) compensation of the harmonics and the reactive load currents; ii) compensation for the harmonic voltages at the point of common coupling (PCC); iii) cancelation of the neutral current; iv) and regulation of the inverter DC voltage. The control design relies on the UPQC nonlinear model that accounts for the electrical grid line impedance. Unlike previous works, the proposed controller features an output‐feedback nature as it combines a nonlinear regulator, designed with a sliding‐mode technique, and a state observer designed using a Lyapunov stability based technique. The latter provides the former with online estimates of the series filter AC voltages, which are not assumed to be accessible to measurements. The closed loop error system is analyzed using the average stability approach. It turns out that all (tracking and estimation) errors are asymptotically vanishing, except for the DC bus voltage tracking error, which is periodic in steady‐state with an amplitude depending on the (DC bus) capacitor, the larger the capacitor the smaller the steady‐state DC voltage tracking error level. This theoretical result is confirmed by simulations involving wide range variations of the load current.     

Approximate finite‐time control for a class of uncertain nonlinear systems with dynamic compensation

In this work, a new robust nonlinear feedback control method with dynamic active compensation is proposed; the active control method has been applied to an integral series of finite‐time single‐input single‐output nonlinear system with uncertainty. In further tracking the closed‐loop stability and nonlinear uncertainty, an extended state observer has been employed to solve the immeasurability and nonlinear uncertainty within a nonlinear system. A singular perturbation theory has been used to solve for the finite‐time stability of the closed‐loop system; furthermore, numerical simulations showed that the robust nonlinear feedback controller tracked the uncertainty in a nonlinear Duffing‐type oscillator and has proven the effectiveness of the approximate finite‐time control strategy proposed. By using an approximate finite‐time control approach with active compensation, the uncertainty in a nonlinear system could be accurately estimated and controlled. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

航空串联式有源电力滤波器的仿真研究

提高航空交流电网供电品质,对于确保飞机安全具有重要意义.有源电力滤波器(APF)因其谐波补偿动态性能好,成为治理谐波污染的一种有效装置.分析了串联式有源电力滤波器(SAPF)谐波补偿的基本原理,着重介绍了基于瞬时无功功率理论的谐波电压检测方法.在Matlab/Simulik环境下,基于瞬时无功功率理论的ip-iq谐波检测方法,采用直流电压、补偿电流的双闭环控制结构,建立了SAPF系统仿真模型,包括三相400 Hz飞机电源、非线性电压负载、谐波检测以及补偿跟踪电路等模型.实验结果表明SAPF实现了对负载谐波的显著抑制,证明了SAPF应用于航空电网谐波治理是可行的.     

基于自适应逆控制的有源滤波器的检测算法

提出一种新的并联型电力有源滤波器的检测方法,通过控制有源滤波器直流电容电压来确定电网电流所需的基波有功分量的幅值,首次将自适应逆控制用于电力有源滤波器.将系统的主电路部分及有源滤波器看作广义有源滤波器,通过自适应逆控制方式控制直流电容电压,使其输出跟随参考输入,最终达到抑制谐波和补偿无功的目的.此检测算法简单有效,稳态和暂态的仿真结果均证实了该算法的可行性.     

一种新型的并联型单相有源电力滤波器

通过分析并联型有源电力滤波器的工作原理和系统结构,本文提出一种新型的电流闭环预测控制策略,相比于传统的PI控制、滞环控制和预测控制算法,该预测策略能减小计算量,并降低模型的复杂度。同时,谐波电流检测电路采用单相电流延迟60°构造三相电流d-q变换法,获取逆变主电路的参考电流。该滤波系统还引入PI外环以稳定直流侧的电容电压。最后,采用S imu link的电力系统分析模块进行仿真。结果表明,该滤波系统可有效检测高次谐波分量,迅速补偿谐波电流,同理论分析一致。     

含恒功率负荷的直流微电网系统性稳定性研究

传统的直流微电网稳定性分析法主要集中于基于阻抗匹配准则的小信号稳定性研究,现以含有恒功率负荷的直流微电网为研究对象,对直流微电网稳定性进行系统性分析,即在直流微电网满足大信号稳定性的基础上再去讨论其小信号稳定性。根据直流微电网稳态数学模型,通过李雅普诺夫间接法分析直流微电网满足大信号稳定性时的区域条件;提出一种基于高通滤波的有源补偿方法来增大系统阻尼,减小恒功率负载的负阻尼效应对直流母线电压稳定性的影响;建立含有有源补偿器的直流微电网的小信号模型,采用阻抗匹配准则分析加入有源补偿方法后直流系统的小信号稳定性。仿真结果验证了有源补偿方法对直流母线电压的补偿效果。     

基于解耦锁相的风电逆变并网控制系统仿真

采取双同步坐标系解耦锁相的方法,检测出不平衡电网电压中的正序分量和负序分量,并利用坐标变换的数学手段建立包括网侧PWM 逆变控制、电压锁相环在内的直驱式风力发电的网侧数学模型,提出电流解耦控制策略,同时结合矢量脉宽调制方法( SVPWM) 对交流侧输出电流实施有效控制。使其能独立控制输出电流的有功分量和无功分量,并使输出电流波形为正弦波且与电网电压同频率同相位,从而减少了对电网电压的谐波污染,并消除电压不平衡的影响,实现三相电网电压幅值不平衡时输出电流与电网电压的精确锁相。还利用MATLAB/Simulink 软件平台搭建了系统的仿真模型,在电网电压平衡和不平衡时分别进行仿真,仿真结果证明控制系统的可行性与有效性,提高了风力发电并网的可靠性。