大容量有源电力滤波器的研究与设计

针对大容量有源电力滤波器(APF)的研究与设计,首先基于自适应原理的谐波检测方法,提出采取一种新的变步长LMS谐波检测算法,仿真结果证明该检测方法不仅具有很快的动态响应速度,还具有很好的精度;在此基础上继而对APF的关键硬件设计进行分析,并阐述了大容量APF主电路功率器件的选择以及主电路的布局设计;最后根据实际需要基于Lab VIEW设计了APF的远程控制软件,实现了APF整机的研究与设计。实际补偿效果测试也证明了有源电力滤波器软件算法与关键硬件部分设计的合理性。     

谐波抑制装置中参考指令电流检测算法的研究

针对现有DFT（Discrete Fourier Transform,DFT）在非同步采样时存在的问题,提出了一种基于自适应同步抽样算法的滑窗迭代DFT谐波检测算法,该算法通过自动调整采样时间,可大大减小DFT在非同步采样时带来的计算误差。仿真结果表明该算法能实时有效地检测出负载电流中的谐波分量,并生成谐波参考指令电流作用于电力有源滤波器APF（Active Power Filter）,仿真同时也表明该算法具有很好的实时性、目标跟随性和抗干扰性。     

新型谐波监测自适应预测算法

提出用于有源电力滤波器APF的一种新型谐波监测自适应预测算法——基于快速DFT基波检测的自适应预测算法,该算法结合了滑窗迭代快速DFT基波检测算法和自适应预测滤波器算法的优点。分析此新型算法提出的必要性,详细说明其工作原理,并简述所含滑窗迭代快速DFT基波检测算法和自适应预测滤波器算法的特点,提出改进措施,最后对此新型算法的应用进行仿真,验证其有效性。     

一种新型有源电力滤波器的DFT算法

基于滑窗离散傅里叶变换(SDFT)的有源电力滤波器(APF)谐波提取算法利用了信号的重复特性,大大简化了离散傅里叶变换(DFT)算法的复杂度,但当电网频率偏移时,SDFT算法会引入累计误差,从而影响提取和补偿精度。提出了一种新的DFT算法,用于检测系统指定次谐波,该算法通过检测电网电压过零点,不受电网频率偏移的影响,能够实时检测负载电流中的谐波成分,并且能应用在电网频率偏移的场合。最后通过仿真和实验验证了该算法的可靠性。     

三相四线有源电力滤波器的产品实现及其应用

阐述了基于FBD法的三相四线制并联型有源电力滤波器(APF)电流检测算法,对三相四线制系统中的无功电流、谐波电流、零序电流分别进行了检测.分析了三相四线制APF的主电路拓扑结构、控制系统硬件原理及算法的软件实现流程.现场工程应用案例证明了该系统的可行性和有效性.     

容错型三相四开关有源电力滤波器及其控制策略

有源电力滤波器(APF)多基于三相六开关拓扑,为提高其运行可靠性,提出一种基于元件冗余的三相四开关容错型APF。针对三相六开关APF的故障判别,应用功率器件承受电压变化识别桥路开路故障;研究了基于谐波检测APF补偿算法与控制电源电流跟踪电网电压APF补偿算法的关系,指出容错型APF切换控制中更适合采用电源电流直接跟踪补偿算法;在三相四开关APF数学模型基础上,研究了直流母线中点偏移对三相四开关APF补偿性能的影响,提出一种直流中点电压差值前馈补偿方法。扩展了配置直流侧储能的情况下,容错型APF的有功调节实现方法;设计了APF容错控制切换策略和硬件实现的电流滞环跟踪控制电路,在建立的三相四开关APF平台上,实验验证了所提方法的有效性。     

基于半周期DFT及重复控制的指定次谐波补偿

提出了一种基于半周期离散傅里叶变换(DFT)及重复控制补偿谐波的控制方法。该方法首先利用半周期DFT提取出指定次谐波,并通过比例积分(PI)控制器和重复控制器串联的方式对指定次谐波进行补偿。半周期DFT的指定次谐波电流检测和重复控制算法相结合运用在有源电力滤波器(APF)中,具有检测精度高、易于实现等特点。相较传统DFT方法,该方法节省了处理器的存储空间,降低了系统的运算量。通过实验对5次和7次谐波进行了补偿,验证了该指定次谐波补偿方法的有效性。     

一种适用于新型直接交交型有源滤波器的逐次分序谐波检测算法

有源电力滤波器(active power filter,APF)是电力系统中实现谐波治理功能的一种新型变流设备。谐波检测作为APF的关键技术之一,直接决定了其整体性能。针对近来出现的一类基于直接交交变换技术的APF,提出一种新的谐波检测算法。该算法结合改进的滑窗离散傅里叶变换法以及对称分量法,实现对三相电网各次谐波的各序分量的独立的快速检测。新算法与传统方法相比具有简单快速的优势。尤其是当系统不平衡时,需要在每个谐波频率上对正序与负序分量分别检测的应用场合。此外,该算法同样可用于传统的APF中以实现快速的谐波检测。首先对新型直接交交型APF进行简要的介绍,再详细推导新的谐波检测算法的原理,并将该算法与传统算法进行比较研究。然后基于新的谐波检测算法针,对新型APF提出一整套滤波控制解决方案。最后对新的谐波检测算法进行仿真验证,并在一台3k W新型APF样机上对其进行实验验证,仿真与实验结果证明了新算法的正确性与实用性。     

一种混合谐波检测法在APF中的应用

为了使APF具有较高的谐波检测精度和较快系统的系统响应,提出了将ip-iq谐波检测与滑窗迭代DFT谐波检测相结合的一种混合谐波检测新方法。阐述了ip-iq谐波检测法原理,指出了该方法由于LPF的存在使得系统的响应速度较慢的缺陷,同时分析了滑窗迭代DFT原理,指出了其计算繁琐、计算量较大的缺点。新谐波检测算法采用滑窗迭代DFT代替LPF,解决了LPF设计难、系统响应慢的难题,又由于只需计算直流分量,计算量得以变小。最后,仿真和实验结果表明该方法使系统具有较高的检测精度的同时还具有较快的系统响应,并验证了该检测方法的有效性。     

基于自适应理论的FBD法在有源滤波器中的应用

为了更好地进行谐波、负序和零序电流的补偿与控制,针对有源电力滤波器(APF)中谐波电流检测方法进行深入研究,提出一种基于自适应原理的FBD谐波电流检测新方法。首先分析了传统FBD算法检测谐波电流的原理,该算法因受限于低通滤波器,影响了谐波电流的检测精度与速度;然后分析了FBD算法和自适应谐波电流检测算法的结构,二者结构具有相似性,提出使用自适应补偿调节内核LMS算法取代FBD检测算法中的低通滤波器;最后分别将改进的FBD法与传统的FBD算法应用于APF中进行工程试验测试。试验结果表明所提改进算法在APF应用中具有可行性及有效性。     

基于基相量循环移位的基波相位和频率高精度快速检测方法

基于基相量循环移位性质,指出采样序列由DFT新算法得到的基波幅角就是信号基波初相角,从而较简捷地获得了所要检测的含谐波电参量的基波分量的初相角,提高了基波相位的跟踪能力.基于等角度间隔采样原理,提出以前述所获得的基波初相角为反馈,构成相位跟踪闭环控制,以自适应调整采样间隔,实现了对被测信号频率的自动跟踪,并达到了减少频谱泄漏,提高基波检测精度的目的.DFT新算法具有递推特性,减少了计算量,实时性较好.上述结果用于有源电力滤波器中,可以精确检测出谐波及无功电流.仿真结果表明,所提出方法的正确性和有效性.     

滑窗迭代DFT法APF直流侧稳压控制研究

有源电力滤波器(APF)是抑制电网谐波的新型方法,其补偿性能主要取决于谐波检测环节和控制环节,同时直流侧稳压控制是APF正常工作的前提。引入滑窗迭代DFT谐波电流检测方法;提出一种稳压电流各相均分的直流电压控制策略;从功率平衡的角度分析了电压环PI调节器参数设计方法。建立仿真模型及设计实验样机,仿真和实验均验证了滑窗迭代DFT法谐波检测的快速性和精确性,以及所提直流侧稳压控制策略的正确性。     

一种新的分布式并网逆变器预同步算法

介绍了一种适用于并网逆变器预同步操作的电网电压基波分量递推DFT算法。该算法既能够可靠跟踪电网电压基波分量的相位、频率和幅值,又减少了计算量,保证了算法的实时性。在此基础上,该算法根据等角度间隔采样原理提出以递推DFT运算得到的基波相角为反馈调整采样间隔,实现了对电网电压频率的自适应跟踪,减少了频谱泄漏,提高了基波同步参数检测的精度。相对于传统的锁相环预同步方法,可以在谐波和零点漂移比较严重的情况下精确跟踪电网电压基波分量,从而减小逆变器并网操作对微电网以及逆变器本身的冲击。仿真结果表明了该算法的正确性。     

有源电力滤波器的谐波提取演算法研究

谐波电流参考信号的产生是保证有源滤波器补偿精度和性能的关键。本文在并联型有源电力滤波器的哎计中,采用基于滑动平均滤波器的id—iq算法提取正序及负序无功功率,采用基于滑动平均算法的DFT实现对谐波电流的提取,并住此基础上提出了频率自适应算法。针对殴备运行过程中的保护问题,采用RMS限流与峰值限流相结合的限流策略,以实现对设备的保护。仿真与实验结果,很好的验证了所提出算法的止确性,适合存APF工程实践应用。     

考虑频率变化的基于DFT单相数字锁相环的椭圆拟合方法

针对传统的DFT单相锁相环在电网频率发生变化时存在锁相性能变差问题,提出了一种考虑频率变化的基于DFT单相数字锁相环的椭圆拟合方法。采用带遗忘因子的递推最小二乘法进行椭圆拟合辨识出椭圆参数,再由锁相环产生正、余弦输出,实现了基于虚拟两相正交电压矢量的单相数字锁相环控制。通过Matlab对电网电压的频率波动、相位突变以及谐波注入等参数变化的影响进行了仿真。最后,通过实验结果验证了该方法的有效性,具有较好的稳态性能和动态特性。     

改进的无锁相环无低通滤波器的谐波检测方法

谐波检测精度和实时性直接影响APF的补偿性能。本文在传统d-q谐波电流检测算法基础上进行了改进,针对锁相环易受电网波动影响的缺陷,采用基于正序基波提取器的d-q检测方法;针对低通滤波器滤波效果与响应速度难以兼顾的问题,采用基于直流分量的d-q检测方法;结合以上两种方法的优点,得出一种无锁相环无低通滤波器的d-q检测方法。仿真和实验结果表明,改进的d-q法能较准确地检测出补偿电流信号,且动态响应快,算法实现简单。     

基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法之误差分析

在电力系统中加装有源电力滤波装置是治理系统谐波的有效措施之一,有源电力滤波装置的谐波电流检测精度直接影响谐波补偿的效果.基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测,是目前有源电力滤波装置中广泛采用的检测方法.深入分析了基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测法中各环节带来的谐波电流检测误差,包括锁相环的频率偏差和相位偏差、数值采样和计算延时、低通滤波器特性对谐波检测精度的影响,提出了减少谐波检测误差的若干具体措施,并通过MATLAB仿真验证了分析的正确性和措施的有效性.     

一种检测单相电路无功与谐波电流的跟踪算法

有源滤波器是改善电能质量的一种有效手段,它要求快速准确地检测出负载电流中的谐波和无功分量.针对单相系统瞬时谐波与无功检测方法算法复杂的问题,根据有功和无功功率定义,提出一种检测单相瞬时无功与谐波电流的快速跟踪算法.该方法通过在一个计算周期内,用低通滤波器和锁相环电路得到与电源电压基波同相频的标准正弦波与负载电流乘积后,采样存入采样数据存储队列,然后比较队列中基波周期前后一段数据来快速跟踪有功电流,从而得到实际补偿的谐波和无功电流.仿真表明该方法正确可行,在一个周期内可以实现对补偿电流的准确提取,而且对电流变化跟踪效果好,防干扰能力强.算法简单快速,只需两个乘法器,易于实现.     

风电变流器中永磁同步电机无传感器控制技术

针对兆瓦级直驱风电变流器中永磁同步电机无传感器控制技术的重要作用,根据永磁同步电机的数学模型,提出了一种基于电机反电动势闭环锁相环的永磁同步电机位置的估算算法,并进行了仿真和实验验证。仿真和实验结果表明:利用该估算方法能够准确计算出永磁同步电机的位置,实现对直驱风力发电系统中的永磁同步电机的有效控制。     

有源滤波器控制新策略

由于有源滤波器(APF)的性能主要取决于谐波检测和电流控制两个环节,本文对这两个环节做了改进,提出了一种新的控制策略,针对ip-iq谐波电流检测法中的锁相环(PLL)易受电压波动影响,提出了基于广义积分器的相位锁定法,该方法通过提取电网三相电压的正序基波分量来锁定相位,不受电压畸变和不对称的影响。同时将PI参数自整定的广义积分器应用到电流跟踪控制中,利用其在谐振频率的无穷大开环增益实现谐波电流的无静差跟踪。Matlab/Ssimulink仿真结果表明,在电压畸变的情况下该方法可以很好地检测和补偿谐波电流。