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。     

基于输出电压校正的混合有源滤波器控制策略

提出了一种基于输出电压校正的混合有源滤波器(APF)控制策略。将APF控制成电压源,在比例控制的基础上,以系统剩余谐波电流作为反馈量,计算得到一个正弦信号作为APF输出电压的校正信号,以比例控制信号和校正信号之和作为APF输出电压的参考信号,实现APF输出电压校正,达到减小剩余系统谐波电流的目的。利用滑窗离散傅里叶变换方法检测系统剩余谐波电流的幅值和初相位,并给出了控制策略的参数确定方法和校正信号的计算方法。分别仿真分析了不同控制参数下、有无背景谐波情况下和负载不同变化剧烈程度下的滤波效果,并通过并联5次无源滤波器改善了负载变化剧烈时的动态滤波效果。仿真结果表明,所提出的方法参数选择简单有效,对负载谐波变化的响应速度快,谐波滤除率高,在系统含有背景谐波的情况下能够达到较好的滤波效果。     

基于虚拟阻抗方法的无电压传感器APF控制策略

为了解决并联有源电力滤波器(APF)控制算法复杂和开关频率高的问题,建立了并联无电压传感器APF数学模型,提出基于虚拟阻抗方法APF控制策略。无电压传感器APF无需复杂的锁相倍频电路,只需检测电流信号即可补偿与控制谐波电流,简化了控制算法。基于虚拟阻抗控制的APF,模拟出需要的电容特性来抵消无功电流分量和谐波分量。仿真及结果验证了基于虚拟阻抗控制无电压传感器APF,在较低开关频率下,仍然具有较好的补偿性能。     

基于PCHD模型的APF自适应模糊无源控制研究

为改进有源电力滤波器APF的电网电流补偿效果,基于APF的端口受控哈密顿(PCHD)数学模型,采用互联和阻尼配置无源控制(IDA-PBC)方法,设计了通过模糊控制实现注入阻尼在线调整的无源混合控制器。同时,为提高APF的直流侧电压控制能力,采用自适应模糊PI控制器,实现比例系数与积分系数的在线调整。利用所提出的控制器,可有效补偿电网电流,抑制负载电流谐波,使电网电流为近似正弦波;同时,获得更好的直流电压动静态性能。在Matlab/Simulink仿真平台上搭建APF自适应模糊无源混合控制器的仿真模型,对APF的谐波补偿性能进行了仿真实验研究。仿真结果表明所提出的自适应模糊无源混合控制策略是可行的。     

一种LCCL滤波器及其在半桥电力有源滤波器中的应用

提出一种新型高阶电力滤波器,将其命名为LCCL滤波器。与传统的LCL滤波器相比,LCCL滤波器通过在网侧电感支路并联一个小电容,使网侧电感与并联电容在开关频率处发生并联谐振。谐振使LCCL滤波器网侧支路在开关频率处呈现无穷大的阻抗,相比LCL滤波器可以更好地抑制开关频率附近电网电流纹波,减小电网电流THD。与LLCL滤波器相比,LCCL滤波器具有较好的抑制参数变化的能力,在考虑电网内阻抗时,拥有更好的高频纹波抑制性能。同时,可以更容易地进行基于电容电流反馈有源阻尼的控制器设计。LCCL滤波器作为电压源型逆变器(VSI)与电网的接口,可应用于PWM整流器、有源电力滤波器(APF)和通用电能质量控制器(UPQC)等多种场合。通过以半桥APF为例,讨论了LCCL滤波器的参数选择方法和控制器设计。最后,通过仿真和实验验证了LCCL滤波器的可行性。     

复杂阻抗分布时多APF并联谐振分析和抑制

此处主要对弱电网下考虑电网阻抗和设备间线路阻抗时并联有源电力滤波器(APF)系统进行研究。当仅考虑电网阻抗时,并联APF系统中每个APF系统均采用电容串联电阻的无源阻尼,系统稳定运行。但由于设备间存在线路阻抗,并联系统中APF通过公共节点电压相互耦合,易产生谐振。由此建立APF多机并联模型,结合公共耦合点矩阵方程,对系统谐振问题进行分析。通过分析,当考虑电网阻抗和设备间线路阻抗时,仅采用无源阻尼的APF系统不再稳定,即使引入基于电容电流的有源阻尼,也不能消除APF的谐振,且设备的公共耦合点周围阻抗越复杂,谐振现象越严重。为此,在此引入基于公共耦合点电压前馈的有源阻尼,针对该矩阵提出的有源阻尼模型,得到不同电网阻抗时系统的幅频特性曲线,可知该方法能够有效抑制并联产生的谐振。最后通过搭建仿真和实验平台,验证上述理论分析的正确性和抑制策略有效性。     

不同类型谐波源综合补偿的串联混合型APF设计

为了实现对电网中非线性负载产生的不同类型谐波的综合治理,提出了一种新型串联混合型有源电力滤波器(APF)。所提出的滤波器不仅能单独治理电流型、电压型谐波源,而且能实现对电流型和电压型谐波源的综合治理,并能有效抑制电网谐波串、并联谐振。提出了一种基于变压器基波磁通补偿的串联型APF的电流比例—积分无静差控制策略。采用输入、输出阻抗传递函数法的分析结果表明,所提出的串联混合型APF具有很好的谐波谐振抑制特性。对该滤波器综合治理不同类型谐波源的情况进行了仿真和实验研究,结果表明,所提出的串联混合型APF具有很好的补偿效果。     

独立小容量电网谐波抑制技术研究

分析了有源滤波器与无源滤波器的工作原理,针对独立小容量电网频率波动范围大、系统阻抗不可忽略且脉冲型谐波对系统影响大的特点,提出使用有源滤波器作为独立小容量电网的滤波手段。Matlab仿真验证了有源滤波器在独立小容量系统谐波抑制中的正确性和有效性,选用柴油机作为小容量电源带谐波负载进行实验测量分析,结果表明有源滤波器作为小容量系统的滤波手段,能够有效滤除谐波。     

一种基波串联谐振式混合型有源滤波器

提出一种基波串联谐振式混合型有源滤波器,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。在介绍该混合型有源滤波器的拓扑结构和主要特点的基础上,分析基于检测电网电流控制策略时的工作原理;研究谐波参考信号的产生及其跟踪控制算法;讨论基于DSP的数字化控制器实现问题。相关实验结果及工程应用效果均证明该基波串联谐振式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。     

基于谐波阻抗匹配的微电网互联线路谐振分析及抑制措施

相邻微电网之间往往通过长距离的输电线路互联.针对这类输电线路双端存在独立谐波源的系统,其谐波交互特性与谐波放大机理更为复杂,采用传统阻性有源电力滤波器方法抑制谐振并不适用.文中基于传输线理论分析互联线路的谐波传播机理,并提出基于谐波阻抗匹配的谐振抑制方案.为了克服线路参数与谐波源相角信息的不确定性,提出基于线路中点谐波电压检测的有源电力滤波器谐波阻抗协调控制策略,根据谐波电压含量在线调节线路两端谐波阻抗相角,实现谐振抑制目标.与此同时,提出一种有源电力滤波器改进控制策略,保证其谐波阻抗相角可以任意调节.仿真验证了控制策略的有效性.     

基于3D-SVPWM调制的混合型有源电力滤波器的研究

混合型有源电力滤波器(APF)将有源滤波技术和无源滤波技术混合使用,无源滤波器用以滤除谐波源中的一些特征谐波,而有源滤波器则用来提高和完善总体的效果。混合型APF采用基于三维空间矢量调制的电压前馈解耦控制策略,其动态响应快、抗干扰性能好、补偿性能优越。最后,通过Matlab/Simulink仿真平台及实际工程应用验证了混合型APF的补偿效果明显,整体性能较好。     

用新型LC滤波器抑制设备中谐波的研究

非线性设备是电网的谐波污染源,本文把非线性设备分为电流型谐波源和电压型谐波源,说明了无源滤波器对不同谐波源的抑制机理。为了抑制电压型谐波源,利用电感与电容的并联谐振原理,采用变压器和交流电容设计了新的谐波抑制装置——新型LC并联谐振型滤波器。建立了滤波器的阻抗模型,分析了各参数对滤波器阻抗的影响。该方法可大大提高无源滤波器的经济实用性。最后,通过实验证明了该方法在谐波抑制方面的有效性。     

一种实用新型的并联混合有源滤波器研究

实用新型的并联混合有源滤波器将有源滤波技术和无源滤波技术混合使用,无源滤波器用以滤除谐波源中的一些特征谐波,而有源滤波器则用来提高和完善总体的效果。混合型APF采用基于三维空间矢量调制的电压前馈解耦控制策略,其动态响应快、抗干扰性能好、补偿性能优越。最后,通过MATLAB/SIMULINK仿真平台及实际工程应用验证了混合型APF的补偿效果明显,整体性能较好。     

基于遗传算法的有源滤波器LCL输出滤波器优化设计

有源电力滤波器(APF)采用脉宽调制技术会产生高频开关谐波电流注入电网,必须采用输出滤波器加以滤除.鉴于LCL滤波器在电网阻抗摄动时的优良滤波性能,将其应用于APF中,基于此建立了LCL型输出滤波器在APF中的数学模型.针对阻尼电阻引起损耗的问题,采用在APF控制策略中引入电容电流反馈的LCL滤波器有源阻尼方法,等效地...     

有源电力滤波器并列运行方案

在某些实际工业生产中,为保证供电可靠性会采用经闭合母联断路器连接的2条母线向非线性负载供电的结构。采用无源滤波器治理谐波时,谐波电流会在母联断路器和各支路间流动。针对该运行工况,提出了有源电力滤波器(APF)并列运行的谐波治理方案。详细分析了谐波穿行现象产生的原因以及APF并列运行抑制谐波穿行的原理;通过PSCAD/EMTDC软件仿真对分布式无源滤波方案和APF并列滤波方案的滤波效果进行了比较,对负载扰动、无源滤波支路投退等运行工况进行仿真分析。结果表明:APF并列运行的谐波治理方案能有效解决分布式无源滤波方案中存在的谐波电流吸收率低、谐波电流穿行、滤波支路易过载、电能质量较差等问题,具有较强的实用价值。     

有源电力滤波器中连接电感的特性分析及优化

为提高公用电网的电能质量,解决电力电子装置和其它谐波源的谐波污染问题,有源电力滤波器(active power filter,APF)的研究不断取得新的进展.针对连接电感对有源电力滤波器的性能影响,通过分析在不同电压等级、不同PWM频率下电感的电压电流实验波形,对连接电感的铁心材料提出了优化设计方案,为提高有源电力滤波器装置的整体性能有一定的实际意义.     

并联有源滤波器控制策略研究

有源滤波器(APF)是消除电网中非线性负载产生的电流谐波的有效手段,本文分别对并联APF和并联混合APF的控制策略进行了研究。针对某一类非线性负载,提出了一种在单一同步坐标系下的复合控制器,包含PI和重复控制器。该复合控制器结合了PI和重复控制器的优点,能够消除稳态误差和改善系统鲁棒性。本文详细研究了复合控制器的设计方法,对控制系统稳定性进行了分析。所提控制方法在三相并联有源滤波器系统进行了验证,实验结果证明了所提出的混合控制器具有优异的性能。将有源滤波器(APF)和无源滤波装置(PF)结合起来构成混合有源滤波器(HAPF)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。本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HAPF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HAPF性能,在控制策略中引入了广义积分控制器。实验结果证明了混合并联滤波装置的优异性能。     

混合型有源电力滤波器建模与控制特性分析

针对大功率混合型有源电力滤波器（HHAPF）的控制问题,研究了HHAPF的结构与工作原理,建立了该滤波系统的控制模型方程,以此为基础进一步分析了在基于负载谐波电流来控制逆变器输出电压的控制策略下,负载谐波电流波动、电源谐波电压波动、电网阻抗波动以及电网频率波动对滤波系统控制性能的影响。所得结论可以为大功率混合型有源电力滤波器在复杂工况下的运行提供确切的指导,保障滤波系统的安全有效运行。     

考虑电气化铁路谐波特性的无源滤波器设计

为避免牵引供电系统的谐波传递到上级系统变电站,对公用电网电能质量造成不利影响,提出一种安装在牵引站的无源滤波器设计方案,治理牵引供电系统的谐波向系统变电站的传递问题。基于系统变电站实测数据,设计单调谐滤波器用以滤除低次谐波兼具无功补偿功能,设计过程中考虑了滤波器参数偏差以及系统阻抗变化等因素的影响;设计阻波高通滤波器用以抑制高次特征谐波和谐波谐振,设计过程中考虑了系统频率偏差以及电容器偏差、故障下对阻波高通滤波器阻抗特性的影响。基于PSCAD车网源联合仿真模型,模拟牵引供电系统的特征谐波和谐波谐振以及牵引站的谐波治理过程,仿真结果表明,所设计的无源滤波器能有效抑制特征谐波和谐波谐振。     

一种混合型并联有源滤波器控制方法

通过对基于瞬时无功功率理论的ip-iq 谐波电流检测法的分析,得到检测负荷谐波电流与基波无功电流的方法.结合有源滤波器(APF)与无源滤波器(PPF),APF采用双滞环矢量控制方法,PPF由 RLC电路构成,控制逆变器的输出电流与投入电网的无源滤波器的组数,达到精确补偿负荷谐波电流与基波无功电流的目的,减小电源电流总谐波畸变率,提高系统功率因数,减小线损与电压损失.MATLAB/Simulink仿真试验证明了该方法的有效性。