注入式混合有源电力滤波装置研制及工程应用

为了弥补并联型混合有源滤波器(HAPF)中的有源部分需承受较大电网基波电压而难以用于中高压电网的缺点,通过添加基波谐振支路并使其与有源部分并联从而减小它的基波分压,同时通过系统中的无源滤波器组来补偿大容量无功功率,使整个系统能够同时抑制电网谐波和补偿无功功率.针对某冶炼厂大型整流装置谐波抑制和无功补偿的工程需要,在对比了不同的解决方案之后,分别就不同的工况详细介绍了兼具大容量无功静补能力的并联混合型有源滤渡器装置的研制、工程应用过程中的关键技术和主要组成设备,仿真和现场应用效果证明了该装置能够在不同工况下治理谐波达标和补偿无功功率至设定值,系统能够满足实际工程应用中从电网中高压侧着手提高供电功率因数、滤除谐波电流从而节能降耗的需要.     

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。     

应用在高压直流输电系统中的混合型有源滤波器稳定性分析及控制方法

分析了混合型有源滤波器HAPF(hybrid active power filter)在高压直流系统应用时的稳定性问题,其中HAPF采用H桥级联变换器与LC滤波器组合的方案,对高压直流系统的特征谐波电流进行滤波。为了分析在电网阻抗变化时HAPF出现的谐波谐振现象,对HAPF进行了阻抗建模,基于阻抗模型的分析结果,采用了具有延时补偿功能的谐振调节器对阻抗特性进行修正,并从提高稳定性角度提出了相应的控制参数设计方法。阻抗模型分析结果表明,控制系统延时产生的负阻尼是引发稳定性问题的主要原因,采用改进后的控制方法可以将延时产生的负阻尼修正为正阻尼,能够有效避免谐波谐振。在PSCAD中进行仿真建模,并通过阻抗扫描验证了有源滤波器的阻抗特性。仿真案例证实了控制方法的有效性。     

LCC-HVDC系统混合型有源滤波器谐振抑制策略

基于级联H桥的混合型有源滤波器因其耐高压、动态调节能力强等优点,为传统高压直流输电的谐波治理问题提供了较优的解决方案。但由于控制延时的影响,滤波器可能存在负阻抗特性,使系统存在较大的谐振风险,危及电网的安全稳定运行。针对该问题,文中首先建立考虑控制延时的滤波器阻抗模型,定量分析了延时和系统稳定性之间的关系,提出了基于最小均方算法的自适应谐振抑制策略。该方法通过预测电流波形,补偿控制延时引起的相位滞后,避免滤波器呈现负阻抗特性,从而消除谐振风险。最后,在PSCAD/EMTDC上进行仿真分析和验证。仿真结果表明,该滤波器具有良好的滤波效果,所提谐振抑制策略可在一个周期内有效抑制谐振,具有自适应电路参数和工况变化的能力。     

单相并联混合有源电力滤波器控制策略的研究

本文首先提出了单相并联混合有源滤波器(HAPF)的拓扑结构及其工作原理,在此基础上,从HAPF的谐波电压控制与基波电压控制两方面分别进行了详细的分析.HAPF的谐波电压可以受控于系统谐波电流、负载谐波电流、滤波支路谐波电流、负载谐波电压或它们的组合,本文对不同的控制策略进行比较,最后得出理想滤波控制策略.所得的结论可以为并联混合有源滤波器在复杂工况下基本控制策略的最优选择提供有效的指导,确保滤波装置的安全有效运行.     

一种混合有源电力滤波器的研究

提出了一种新型的混合有源电力滤波器。该滤波器采用了同时受电网侧 谐波电压和负载侧谐波电流控制的复合受控源方案和一种简单的串并联谐振的无源滤波器网 络。对该混合有源滤波器的控制电路、补偿特性和无源滤波器的设计的理论分析和仿真结果 表明,这种混合有源电力滤波器非常适用于一般电力电子装置的谐波抑制。     

注入式混合有源电力滤波器的复合控制

电网谐波电压对注入式混合有源电力滤波器的补偿性能以及安全性有很大的影响,但是目前对这方面的研究很少。该文在分析采用不同控制策略时注入式混合有源电力滤波器工作性能的基础上,并根据实际工程遇到的问题,提出一种基于检测负载电流、电网电流和接入点谐波电压的复合控制方案。其中电网谐波治理主要靠检测负载电流来完成,而检测电网电流主要用来提高治理精度, 检测接入点谐波电压用来消除电网谐波电压对装置的安全性造成的影响。仿真和实验结果表明采用这种复合控制的注入式混合有源电力滤波器即使在电网电压畸变时仍能安全稳定运行,并取得很好的滤波效果,从而达到实用化的目的。     

新型电动汽车双向隔离型DC-DC变换器控制策略

双向隔离型DC-DC变换器在超级电容储能供电的电动汽车上应用广泛,为了实现变换器中所有开关管零电压开关(ZVS)过程,提高双向隔离型变换器效率,提出了一种新型双向有源桥式变换器控制策略。在桥式变换器中增加并联谐振电感,利用占空比补偿的方法对驱动信号进行补偿,对谐振腔的电流值进行设计求解,选取合适的谐振电感值,对谐振过程中桥式结构一次侧和二次侧电压的相位差进行控制,通过脉宽调制(PWM)处理器综合调制后控制双向隔离型变换器。保证了能量双向流动的同时,实现了双向隔离型DC-DC变换器中所有开关管ZVS过程。试验测试表明,所提出的新型控制策略能够有效提高双向隔离型DC-DC变换器的效率。     

一种单相并联型混合电力滤波器的研究

运用了一种将无源滤波器与有源滤波器串联后再并入电网的结构。分析了并联型混合电力滤波器抑制谐波的原理。采用了单相-三相构造法和瞬时无功理论的谐波检测方法来检测单相系统。有源滤波器的电流控制电路使用数控式滞环比较方式。仿真结果表明,该混合滤波器达到了预期的滤波效果。     

并联混合型有源电力滤波器的建模

为准确分析有源滤波器的运行特点,根据系统控制策略的需要,在考虑了有源滤波器输出的基础上采用开关函数法建立了并联混合型有源电力滤波器的数学模型,这样可推导出装置在系统中电压与电流的关系用于控制信号的产生。实践表明通过采用这种方法建立的模型对有源滤波器的滤波效果比较明显。     

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。     

分数次谐波对混合式有源滤波器控制策略的影响及解决方案

针对电网中存在分数次谐波的情况,本文简单分析附加小电感的并联混合式有源滤波器的拓扑结构,采用电流复合控制策略时的补偿性能.在此基础上主要分析了含分数次谐波下混合式滤波器的补偿影响.提出附加单调谐支路、判断是否含有分数次谐波和直流侧电压稳定等相应解决方案.最后利用电力系统仿真软件PSCAD对所提方案进行了仿真研究,证明了所提方案的正确性.本文所提解决方案对进一步研究分数次谐波的影响有一定的借鉴价值.     

基于有源阻尼的多逆变器并网谐振抑制

由于电网阻抗的耦合作用,基于LCL滤波器并网的光伏逆变器之间会产生并联谐振。针对多逆变器并网的谐振问题,提出了一种基于多逆变器并网闭环控制模型的有源阻尼控制策略。基于多逆变器并网拓扑,依据戴维南等效定理建立了多逆变器并网的闭环数学模型,分析了多逆变器之间的谐振机理;采用电容电流反馈构成有源阻尼以抑制并网谐振,给出了基于滤波电容电流反馈的多逆变器并网闭环控制框图;依据谐振阻尼表达式研究了有源阻尼系数对并网系统的稳态及动态特性的影响。在三台10 k W并网逆变器上进行了无阻尼环并网控制算法与加入有源阻尼环控制算法的对比实验,实验结果表明了所提出的有源阻尼控制方法的有效性和可行性。     

基于分布式光伏/飞轮储能联合发电系统的并网点电压主动调控技术研究

为改善配电网末端电能质量,提高并网点电压稳定性,提出了一种基于分布式光伏/飞轮储能联合发电系统的并网点电压主动支撑控制策略.相比于传统电压调节控制方式,该控制策略能够充分发挥飞轮储能高频次充放电特性,根据电压偏差大小自适应调整联合发电系统有功/无功输出,稳定并网点电压.同时该控制策略将并网点功率因数作为考虑因素,引入控...     

基于重复控制的电压源型逆变器输出电流波形控制方法

该文将重复控制和状态反馈方法用于一种混合有源电力滤波器中的电压源型逆变器的输出电流波形控制，其中状态反馈环节保证了系统的稳定性，而重复控制环节提高了输出电流波形的跟踪精度。文中详细分析了控制器的设计思路和频率特性。实验结果表明采用该方法后，可以取消逆变器输出滤波器中的电阻元件，减小运行损耗，同时显著改善滤波效果，适合于高电压大电流场合的谐波治理。     

采用复合控制方式的并联混合有源滤波器

对现有的适合于大容量滤波场合的并联混合有源滤波器原理进行了分析。在控制方法上对并联型有源滤波器进行了改进,并在理论上对其性能进行了分析。分析结果表明,这种混合有源电力滤波器可进一步抑制谐波,并且完全消除无源滤波器与系统阻抗间可能发生的谐振现象。     

一种新的电能质量综合补偿器研究

针对电网电压波动、谐波污染和无功快速跟踪补偿3个关键问题,提出了一种适应中高压场合的混合型有源滤波器(Hybrid Active Power Filter,简称HAPF)与静止无功补偿器(Static Var Compensator,简称SVC)混联运行的电能质量综合补偿器Power Quality Combined Compensator,简称PQCC),分析了其拓扑结构、数学模型与运行特性.计算机仿真和工程实验结果证明,该补偿器不仅可以提供快速可变的容性无功,稳定电网电压,而且能够对谐波电流进行动态跟踪治理,有效提高了电网的安全稳定性,提升了公共电网的电能质量,降低了电网损耗.     

用于高压混合有源滤波器的直流侧电压控制方法

针对一种用于高压交流系统的混合有源滤波器,提出了其直流侧电压闭环控制策略,并使用平均值模型和小信号扰动法建立了相应的近似数学模型,分析了该控制系统的稳定性和对控制器参数的要求,仿真和模拟实验结果证明了理论分析的正确性.     

单相并网逆变器功率控制的实现

针对利用LCL滤波器的并网逆变器,当其采用加权电流控制时,在小电流情况下存在幅值误差和相位误差,并且由于引进了电网电压前馈,其电流控制易受电网电压影响.为此,提出了一种采用有功/无功电流控制的策略,以提高逆变器注入电网的电流幅值精度和功率因数,并免受电网电压等因素的影响.给出了该控制策略的理论依据和实现方法,并通过对5 kVA燃料电池逆变并网发电电源的试验,验证了该控制策略的正确性和可行性.     

基于降阶线性扩张状态观测器的风电并网逆变器线性自抗扰控制*

针对风电并网逆变器直流母线电压易受电网电压波动和负载扰动影响的问题,文中提出了一种电压外环改进型线性自抗扰控制(LADRC)。首先建立了风电并网逆变器在d-q旋转坐标系下的数学模型,在此基础上,设计了基于降阶线性扩张状态观测器的线性自抗扰控制,减小了观测器的相位滞后,提高了系统的扰动观测精度;然后在观测器总扰动通道上增加了一个超前滞后的校正环节以减弱观测器的噪声放大效应;最后对改进型LADRC控制策略进行了频域特性分析。仿真结果表明,相比于传统LADRC控制策略,文中所提的控制策略对并网逆变器直流母线电压具有更好的控制效果。