有源滤波无功补偿装置

介绍了有源电力滤波装置的发展历史及现状,几种常见的系统构成和每种结构滤波装置的基本原理。通过分析滤波器补偿不同类型谐波源时的等效电路,说明了并联型和串联型有源电力滤波装置各自的补偿特性。谐波和无功功率的产生及危害,串并联有源滤波补偿装置的特点及抑制谐波补偿无功功率的优缺点。     

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。     

并联混合型有源电力滤波器滤波特性分析

为了比较不同并联混合型有源电力滤波器的滤波特性及电源阻抗对其滤波特性的影响,选用了四种典型的并联混合型有源电力滤波器拓扑结构,分析了它们的工作原理.首先在固定电源阻抗时,画出了在同样的电路参数和控制方式下,不同的并联混合型有源电力滤波器拓扑结构中,流入电源的谐波电流与负载谐波电流比值的波特图,然后又在电源阻抗发生变化的情况下,画出了流入电源的谐波电流与负载谐波电流比值的波特图,通过对这些波特图的分析,比较了不同并联混合型有源电力滤波器的滤波特性以及电源阻抗对其滤波特性的影响,从而找到了滤波效果较好的并联混合型有源电力滤波器的拓扑结构.     

基于虚阻尼控制的T-SAPF滤波系统谐振抑制研究

为了降低整流桥、变频器等强非线性负载向电网引入的谐波污染,提出一种由并联型有源电力滤波器(SAPF)与晶闸管投切滤波器(TSF)构成的T-SAPF混合滤波系统。针对TSF可能与电网发生并联谐振的问题,在对谐振机理进行分析的基础上,提出一种可以抑制系统并联谐振的SAPF虚阻尼控制策略,将自调谐滤波算法应用于阻尼电流指令的提取,并根据三个约束条件来界定阻尼系数的有效值域。仿真结果表明,该虚阻尼控制策略能够有效抑制系统的并联谐振,降低谐振时PCC电压的畸变程度,同时保证谐波电流的补偿效果。     

并联型有源电力滤波器输出LCL滤波器的有源阻尼控制

LCL滤波器可有效滤除并联型有源电力滤波器APF输出的高次谐波含量,但也引入了谐振,对系统稳定性造成很大影响.传统的解决办法即增加无源阻尼电阻来抑制谐振峰,但难免增加损耗.采用了1种新型的引入电容电流反馈的有源阻尼法,通过设计反馈系数,有效抑制了低次谐波的振荡.最后基于采用重复学习控制策略的并联型有源电力滤波器,通过PSCAD进行仿真验证,证明了本设计方法的有效性以及采用有源阻尼的LCL滤波器的优越性.     

并联混合型有源电力滤波器滤波特性分析

为了比较不同并联混合型有源电力滤波器的滤波特性及电源阻抗对其滤波特性的影响,选用了四种典型的并联混合型有源电力滤波器拓扑结构,分析了它们的工作原理。首先在固定电源阻抗时,画出了在同样的电路参数和控制方式下,不同的并联混合型有源电力滤波器拓扑结构中,流入电源的谐波电流与负载谐波电流比值的波特图,然后又在电源阻抗发生变化的情况下,画出了流入电源的谐波电流与负载谐波电流比值的波特图,通过对这些波特图的分析,比较了不同并联混合型有源电力滤波器的滤波特性以及电源阻抗对其滤波特性的影响,从而找到了滤波效果较好的并联混合型有源电力滤波器的拓扑结构。     

无变压器型并联混合有源滤波器设计及应用

将有源滤波器和无源滤波装置结合起来构成混合有源滤波器是当今的发展趋势,既弥补了无源滤波装置的固有缺陷,又能充分发挥有源滤波器的优势。该文对无变压器型混合并联有源滤波器的设计原则进行了研究,提出了具体的设计方法以及电感值和直流母线电压之间的关系。同时,分别给出了混合有源滤波进行补偿负载电流谐波和阻尼电网电压谐波放大这两种不同应用时的控制策略,对其滤波和阻尼特性进行了详细的分析。为了改善混合有源滤波性能,在控制策略中引入了广义积分控制器。实验结果证明了所提出的混合并联滤波装置具有优异的性能。     

一种新型混合型有源电力滤波器的研究

提出了一种单相并联混合型有源电力滤波器电路结构.该电路由有源滤波器与基波串联谐振支路并联再与无源滤波电路串联构成,用于抑制非线性整流负载产生的谐波电流流入电源侧.在该电路中,无源滤波器分担大部分抑制谐波和无功补偿的任务,减少了有源滤波器的容量;有源电力滤波器用于改善无源滤波器的滤波效果和抑制它与系统阻抗可能发生的谐振.理论分析和实验结果表明,该混合型有源滤波器充分发挥了无源滤波器和有源滤波器各自的优点,改善了无源滤波器的滤波性能,同时使有源滤波器不再承受基波电压,因此最大限度地减少了有源滤波器的容量,从而使有源电力滤波器能够应用于大功率场合.     

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。     

一种复合式重复控制在并联型有源电力滤波器设计中的应用

传统重复控制可以实现多谐波信号的精确跟踪,在有源电力滤波系统中应用广泛,然而难以满足工业现场非线性负荷快速动态响应要求。此外随着高频谐波抑制效果明显的LCL滤波器在并联型有源滤波器中应用,基于重复控制的谐波电流跟踪控制器的参数设计需要进一步研究。因此本文给出一种复合式重复控制下采用LCL型滤波的并联型有源电力滤波器的控制器参数设计方法,并详细地分析了该复合式重复控制器动态和稳态性能,最后通过仿真和实验表明该复合式重复控制器设计方法的有效性和实用性。     

有源滤波器在放射状配电网谐波抑制中的应用

本文着重论述了基于电压检测的并联型有源滤波器在放射状配电网谐波抑制中的应用及其安装点的选择。对外电路而言,在基波频率下有源滤波器被控制为无限大阻抗,在谐波频率下被控制为小电阻,实验结果证明,将有源滤波器安装在放射状配电网的末端母线上,可在整个配电网上有效地抑制谐波。     

不同控制策略下并联混合型滤波器对系统谐振抑制特性的研究

并联混合型滤波器作为一种谐波抑制和无功补偿装置，结合了无源滤波器成本低、结构简单和有源滤波器控制灵活、可动态补偿等优点，成为近年来研究与应用的热点。并联混合型滤波器中，根据有源滤波器电流检测点的不同，其控制方法也不尽相同。本文分析了有源滤波器在不同电流检测点情况下系统的电路模型，在此基础上分析了不同控制方法下，有源滤波器对抑制电网和无源滤波器之间谐振的作用，并通过仿真进行了验证。     

Experimental verification of the effect of a voltage‐detection‐based shunt active filter for harmonic damping throughout a power distribution line

This paper is focused on a voltage‐detection‐based shunt active filter for installation on a power distribution system. A main objective of the active filter is to achieve damping of harmonic propagation coming from series/parallel resonance between capacitors for power factor correction and line inductors in the distribution system. The active filter installed at the end terminal of a distribution feeder is controlled in such a way as to present infinite impedance to the external circuit for the fundamental frequency, and to exhibit low resistance for harmonic frequencies. As a result, the active filter acts as a damping resistor for the harmonic propagation, like a 50‐Ω terminator installed at the end of a signal transmission line. It is verified by experiment that the active filter intended for harmonic termination has the capability of harmonic damping throughout the distribution feeder. © 2000 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 133(2): 1–10, 2000     

A shunt active filter based on voltage detection for harmonictermination of a radial power distribution line

This paper focuses on a shunt active filter based on the detection of harmonic voltages at the point of installation. The objective of the active filter is to attenuate harmonic propagation resulting from series/parallel resonance between capacitors for power factor correction and line inductors in a power distribution line. The active filter acts as a low resistor to the external circuit for harmonic frequencies, and it is installed on the end bus of the power distribution line, just like a 50 Ω terminator installed on the end terminal of a signal transmission line. Therefore, the function of the active filter is referred to as “harmonic termination” in this paper. Experimental results obtained from a laboratory system rated at 200 V and 20 kW verify that the active filter for the purpose of harmonic termination has the capability of harmonic damping throughout the power distribution line     

Novel active filter system composed of inverter bypass circuit for suppression of harmonic resonance

We have developed a novel harmonic compensation system consisting of shunt LC filters on the load side, a step‐down transformer on the receiving end, and a small‐capacity active filter with one end connected to the secondary winding of the transformer and the other to the load bus. The active filter which constitutes the bypass circuit for the main service transformer is current‐controlled to give adequate damping of the harmonic resonance caused by the inductance behind the load bus, especially at lower harmonic frequencies. We have installed this new compensation system in combination with a TCR‐type SVC and shunt LC filters at the Yamanashi Maglev Test Line. We present an outline of the reactive power and harmonic current compensation systems, and harmonic resonance test results which show satisfactory performance of the active filter. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 129(1): 82–90, 1999     

新型厂矿企业配电网谐波抑制和无功补偿方案

针对电解企业配电网因电解整流装置产生的高次谐波电流含量大、功率因数低的现状,提出一种新型的谐波治理、功率因数校正综合补偿方案。在该方案中,补偿系统由无源滤波器和有源滤波器混合构成。由整流装置产生的主要特征谐波电流由无源滤波器滤除。无源滤波器在抑制谐波的同时还可以补偿无功功率,以提高功率因数。有源部分采用注入式电路,用来抑制无源支路跟电网等效电感产生的谐振现象以及改善无源滤波器的滤波性能。对该混合补偿系统的稳态补偿性能、抑制谐波谐振性能进行了详细分析,并对补偿方案进行了数字仿真。理论分析和仿真结果证明了该综合补偿系统的有效性和可行性。     

串联谐振注入式有源电力滤波器及其工程应用研究

提出了一种兼具无功功率补偿、谐波电流滤除和谐波谐振抑制的串联谐振注入式有源电力滤波器拓扑结构,并将其成功应用于实际工程.其基本思想是:只由无源部分补偿无功功率,有源部分和无源部分共同抑制谐波.详细介绍了该系统的滤波原理和控制系统结构.该装置目前已挂网运行,现场运行结果表明该装置性能优越、可靠性高.     

10 kV配电网混合型有源滤波器的研制

针对中小型企业谐波治理的要求,在分析LC和LCC电路谐振特性的基础上,提出了一种新颖的谐波注入式电路。该电路减小了有源滤波部分的容量,减少了无源元器件的使用数量,占地面积小,达到了工程应用的目的。详细介绍了该系统的滤波原理、控制器结构和大功率逆变器的实现。挂网试运行结果表明,该装置滤波效果较好,可靠性高,而且这种混合型有源滤波器(HAPF)的性能价格比较高,因而具有良好的工程推广应用价值。     

谐波电压对中高压并联混合有源滤波器影响及注入支路参数设计

针对传统并联型混合有源滤波器须承受电网基波电压的缺点,该文研究了两种改进结构的并联型混合有源滤波器,通过添加基波谐振支路来减小有源部分的基波分压,使其适用于中高压系统,在总结了通用电气模型的基础上,分析了电网谐波电压引起的谐振及直流侧电压抬升问题;提出了应用多目标遗传算法对混合有源滤波器中有源部分注入支路的参数进行优化,以减小基波谐振支路的谐波分压,同时保证有源部分产生的补偿电流能够大部分注入电网。实例设计及仿真、实验表明,与根据经验设计的参数相比,经优化设计的滤波器能够在谐波电压含量较高的情况下安全、稳定、有效的运行。