无谐波检测控制的三电平APF死区效应补偿策略

为了在无谐波检测控制的三电平有源电力滤波器中根据补偿电流反馈削弱死区效应,本文提出一种适用于无谐波检测控制的三电平有源电力滤波器的补偿电流计算方法。该方法通过分析不同开关状态下有源电力滤波器滤波电感所承受的电压来计算补偿电流,并利用级联延迟信号对消滤波器提高运算的准确性,然后基于计算得出的补偿电流对空间矢量脉宽调制信号进行修正。通过Matlab/Simulink仿真研究表明,该方法不但避免了大量的死区,并且消除了不必要的开关切换,改善了有源电力滤波器的滤波效果。     

基于DSP的三电平APF研究

在社会飞速发展的形势下,电力系统中的非线性负荷表现出与日俱增的趋势,电网轻微的扰动,就会对一些负载产生严重影响,进而造成严重后果,电能质量问题日益凸显。有效抑制电网的谐波,提高电能质量成为电力研究热点。对比两电平APF,三电平的APF能够在较低的晶闸管开关频率的条件下,对较高电压表现出很强的承受能力,也能够很好地抑制谐波畸变,同时自身的损耗也比较小,在中高压大功率的领域得到广泛的应用。聚焦三电平有源电力滤波器,对三电平变流器的设计、LCL滤波器的设计和电流跟踪控制进行研究。     

基于三电平SVPWM的谐波控制算法的研究

针对有源电力滤波器(APF)谐波控制算法存在的问题,提出了一种基于三电平电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术的谐波控制算法。该控制算法的功率开关频率低,输出谐波电压含量少,抗电磁干扰能力强,实时效果好。对该控制算法进行了Matlab仿真研究,通过实验成功地在APF中验证了其正确性,实验结果表明该控制算法具有谐波电压含量少,电压利用率高,补偿性能好等优点,同时证明了该控制算法的有效性和可行性。     

无谐波检测环节的三电平有源电力滤波器控制系统

针对传统三相abc坐标系控制无法清除系统耦合量的扰动,建立了基于三电平SVPWM的无谐波检测环节解耦控制系统.通过对电网电压不平衡时上述无谐被检测有源电力滤波器解耦系统如何控制进行了研究,提出电网电压不平衡时系统控制方案.仿真试验表明,该无谐波检测解耦控制系统动态跟踪速度快、补偿效果好,不受负载突变影响,且当电网电压不平衡时依然能够保证有很好的谐波电流补偿性能.     

基于复合型自适应广义积分器三电平APF研究

电力有源滤波器(active power filter,APF)是消除电网中非线性负载产生的电流谐波的有效手段之一。提出一种在三相静止坐标下的基于自适应理论的复合控制器,复合控制器包括改进的自适应广义积分器和PI控制器。在最大限度利用PI控制器进行谐波电流快速跟踪的同时,采取自适应广义积分器对各次谐波进行稳态无静差跟踪控制。提出的复合控制器与三电平电压空间矢量调相结合,能够消除单PI控制交流变量时所存在的稳态静差问题和改善系统鲁棒性。详细研究了复合控制器的设计方法,并给出了设计参数和系统的稳定性分析。基于MATLAB/Simulink仿真平台,对基于自适应广义积分器的三电平APF控制系统进行了仿真分析,最后通过实验验证了控制方法的正确性和有效性。     

基于FPGA的三电平APF谐波分频控制

针对传统串行执行方式存在可补偿谐波次数受限、补偿效果不佳等问题,研究基于现场可编程门阵列的有源电力滤波器谐波分频控制的实现。采用现场可编程门阵列作为控制系统的主控制器完成控制算法,可以显著提高计算频率,减小计算延时,改善控制系统实时性能,在现场可编程门阵列内构建并实现的谐波同步旋转坐标系下的谐波电流分频控制策略计算频率最高可达77 kHz。构建了三电平有源电力滤波器数字控制系统并在样机上进行了实验,实验结果验证了提出的现场可编程门阵列全数字谐波电流分频控制方法的正确性。     

基于复合模型预测控制策略的三电平APF研究

电力有源滤波器(Active power filter,APF)是消除电网中非线性负载产生的电流谐波的有效手段之一。提出一种三相静止坐标下的基于模型预测控制复合控制器,复合控制器由改进的自适应广义积分器和模型预测控制两部分组成。该复合控制策略有效地整合了预测控制和自适应广义积分器的优点,在最大限度利用模型预测进行谐波电流快速跟踪的同时,采取自适应广义积分器对各次谐波进行无静差跟踪控制。所提出的复合控制器与三电平电压空间矢量调相结合,能够消除单独预测控制交流变量时所存在的稳态误差问题和改善系统鲁棒性。详细研究了复合控制器的设计方法,并给出了系统的参数设计和稳定性分析。最后通过实验验证了控制方法的正确性和有效性。     

基于单周控制的三电平三相三线制APF

提出了单周控制的三电平三相三线制有源电力滤波器,它可以较低的开关频率获得和高开关频率下两电平变换器相同的输出电压波形,控制器结构简单、控制精度高、补偿效果好。滤波器工作于恒开关频率,适合于推广到工业应用。在建立数学模型的基础上仿真研究,结果证明其动静态补偿性能很好,能有效补偿系统谐波。     

基于线性二次调节控制的三电平APF研究

以三电平并联型有源电力滤波器(APF)为研究对象,简要描述了二极管钳位型三电平变流器的数学模型,详细推导了线性二次调节(LQR)控制算法,得到了控制量和状态量的线性关系,并将该算法应用于电流内环控制。在新型简化的电压空间矢量控制策略基础上搭建Matlab仿真模型。通过DSP试验平台对该控制方案进行验证,结果表明该方案正确有效。     

一种无滤波器的单相谐波检测方法

针对单相有源电力滤波器（APF）谐波及无功电流检测的问题,提出一种无滤波器的单相谐波检测方法。将各次谐波电流分别分解为正、负序分量的叠加,再通过两相静止坐标系下的旋转叠加以滤出基波电流。无需传统检测方法的数字低通滤波器（LPF）,检测精度、实时性高,并可以应对电网电压畸变等问题。最后仿真验证了检测方法的有效性。     

三电平APF谐波电流及中点电位平衡控制

针对三电平有源电力滤波器,提出一种基于带柔化输入的模型预测控制方法用于谐波补偿。同时,为避免直流侧中点电位的波动和偏移问题给系统稳定性带来的不利影响,采用基于平衡因子和简化SVPWM算法的中点电位平衡控制策略。模型预测控制方法根据实际有源电力滤波器控制系统设计电流预测模型,同时将预测输出与实际输出的偏差及时反馈,结合滚动优化,使有源电力滤波器的补偿电流快速跟踪参考值。直流侧母线电压控制采用简化三电平SVPWM算法,简化了算法同时保证了中点电位平衡。建立了APF预测电流控制的等效模型,并进行了仿真验证。所提方法有效柔化电流输入从而减小超调,较传统预测控制方法更为稳定,减少了谐波含量和改善了补偿精度,并保证了直流母线电压的稳定和中点电位快速平衡。仿真结果验证了所提控制策略的有效性与可行性。     

三电平APF直流侧电容电压控制研究

为了提高三电平有源电力滤波器(APF)的动态补偿性能,针对影响APF补偿性能的直流侧电压平衡问题,提出一种基于零序电压注入的直流侧中点电位平衡控制方法,建立了该方法的控制模型,揭示了控制输入的零序电压分量作为一个控制自由度对中点电位的影响.分析了中点电压不平衡的根本原因,并给出一种基于符号滞后判断的中点电位平衡控制算法...     

基于APF的电网背景谐波抑制方法研究

针对无源滤波器在抑制电网背景谐波时易发生调谐频率偏移、易与电网产生谐波放大或谐振等问题,此处对基于有源滤波器(APF)的电网背景谐波抑制方法进行了研究。首先,从无源滤波器的背景谐波抑制原理出发,提出一种用于APF的谐波阻抗控制策略,通过调节APF支路特定频率下的阻抗来抑制电网背景谐波电压。然后,提出各电压等级应用场景下适用于谐波阻抗控制原理的APF结构。最后,通过PSCAD/EMTDC平台仿真结果和闽粤联网工程实测数据表明,该控制策略能够有效抑制电网背景谐波,具有较好的实用性。     

无谐波检测电力电子滤波器的仿真与特性分析

近年来谐波治理得到了各方面的重视。有源电力电子滤波器是当今治理谐波的主流。现阶段大部分有源电力电子滤波器的核心在于对电网侧电流的谐波检测。通过分析有源电力电子滤波器中交流侧与直流侧的能量交换,推导出了谐波检测的不必要性,最后引出了基于无谐波检测的有源电力电子滤波器,并讨论了与其相关的控制策略。同时在MATLAB上分别对基于无谐波检测的电力电子滤波器与基于谐波检测的电力电子滤波器分别进行了仿真。通过对二者结果的比较可以得出,基于无谐波检测的电力电子滤波器能够较好地抑制非线性负载产生的谐波,同时也分析了基于无谐波检测电力电子滤波器的优点与不足。     

单相三电平APF单周控制矢量模式研究

提出基于单周控制的单相三电平电力有源滤波器(APF)矢量模式,该模式能够使得单相APF一个桥臂工作于高频开关状态,另一个桥臂工作于工频开关状态,进而有效减少开关损耗。分析了单相APF的工作原理,在充分考虑直流侧电容电压均衡控制的基础上,提出了5种单相三电平APF单周控制矢量模式,并详细推导了各种矢量模式的控制目标方程。仿真结果表明5种矢量模式能够有效补偿无功和谐波,且效果较好,从而验证了5种矢量模式的有效性和可行性。     

无谐波检测环节的并联型有源电力滤波器研究

阐述了基于瞬时无功功率理论的ip-iq谐波电流检测法并对此进行了演化分析。基波有功电流的精准检测决定了谐波指令电流的精度。为实现基波有功电流无延时、无误差的检测,在SPWM控制策略下运用了无谐波检测环节的谐波指令电流检测方法,利用MATLAB/Simulink仿真工具对ip-iq检测法和无谐波检测法进行仿真对比,通过改变系统参数电感量来验证无谐波检测方法的补偿性能。仿真结果验证了无谐波检测的优越性,为改善滤波器的滤波效果和推进优化控制策略提供了良好的途径。     

基于无谐波检测的LCL-APF直接功率控制

LCL型有源电力滤波器具有补偿带宽高和开关纹波含量低的优点,但由于LCL输出滤波器是3阶系统,在谐振频率处会产生谐振,使稳定控制比较困难。文章提出了一种基于无谐波检测技术的LCL型有源电力滤波器直接功率控制方法,将无谐波检测技术结合到LCL型有源电力滤波器直接功率控制中,该方法省去了复杂的负载谐波电流检测和补偿电流检测,具有良好的有源电力滤波器谐波补偿效果,同时采用直接功率控制提高了系统动态控制性能,此外为克服LCL滤波器谐振问题,在控制器中增加了有源功率阻尼环节。仿真试验结果证明了该方法的正确性和可行性。     

APF谐波检测中改进的锁相环鲁棒性研究

有源电力滤波器(APF)是当前谐波与无功综合治理的主趋势。为提高其谐波补偿性能,提出一种具有较强鲁棒性的、基于窗功能的锁相系统。与非窗锁相环相比,它能更准确、快速地跟踪输入信号的频率,相位和幅值。此外,它在电网电压骤升、骤降,电网电压相位突变,及电压含谐波等不理想电网环境下,仍可准确地跟踪相位。结构简单、鲁棒性强。仿真及实验结果证明了所提方案的有效性和正确性。     

基于线电压误差标准化的三电平APF开路故障诊断方法

为提高有源电力滤波器APF（active power filter）系统运行可靠性,针对三相三电平并联型APF功率开关管发生的开路故障,提出基于线电压误差标准化的故障诊断方法。该方法根据APF系统在正常状态和故障状态下输出线电压存在误差,通过分析误差与当前系统控制状态信号、输出电流之间的逻辑关系进行故障诊断与定位。为了简化算法,对线电压误差相对于直流侧进行标准化处理;设定阈值与诊断变量进行比较,消除测量误差;同时采用时间标准提高故障诊断的可靠性。该方法可以实现故障诊断与定位同时完成,且所用时间限定在采样周期量级,具有很好的快速性和可靠性,同时适用于系统的动态响应过程。仿真结果分析验证了该方法的有效性。     

基于自适应谐波检测的混合式电力滤波器的研究

基于瞬时功率理论的ｉｐ－ｉｑ检测方法具有较好的实时性,在混合式电力滤波器中得到了成功的应用。但这一方面是把三相瞬时电流变换到α－β两相正交的坐标上经过运算,反变换反求得谐波。处理方法上把三相作为一个整体来处理,因而调整比较困难,而且对元件参数敏感。本文基于干扰自适应对消原理,设计一种自适应谐波检测电路,并介绍用该检测电路构成混合式电气滤波器的样机设计。样机实验结果验证了设计方案的可行性和正确性。