一种新型的串并联型有源滤波器的研究

单一的串联或并联有源电力滤波器只能改善某一方面的电能质量,在此设计了一种将并联型与串联型有源电力滤波器结合起来的串并联滤波器。新型滤波器与传统滤波器在结构上最大的区别在于它没有采用变压器结构,通过直流侧进行隔离,这样可以避免隔离变压器带来的各种负面影响,并且降低装置的成本。分析了滤波器的结构和原理,对主电路和控制方法进行了设计,并通过实验对其性能进行了验证,结果证明该滤波器既能补偿电流谐波又能补偿电压谐波,并能解决各种电压质量问题。     

综合电能质量补偿器直流侧电压波动控制研究

综合电能质量补偿(PQ)逆变器是一种具备谐波抑制、无功补偿和三相不平衡补偿等多种功能的电能质量补偿装置。其输出电流成分复杂,包含谐波电流、负序电流、零序电流和无功电流,这也导致了逆变器直流侧母线电压存在交流波动。此处推导了逆变器输出电流与直流侧母线电压间的内在联系。在此基础上,提出一种新的直流侧电压控制方法,实现了电流跟踪精度与直流侧电压稳定性之间的平衡,并很好地抑制了直流侧电压波动。最后,实验结果验证了该方法的有效性。     

三相四线制低压系统有源电力滤波器的研究

通过对三相四线制供电系统的特点和非线性负载电流谐波污染分析,提出了可同时补偿电压跌落、谐波电流的负载端低压综合电能质量补偿方法,并设计了对应的混合型低压电能质量综合补偿器.实验和仿真结果表明,该补偿方法和混合型低压电能质量综合补偿器能有效地解决非线性负载形成的谐波和无功电流对电网供电质量的影响,有一定的发展前景和实用价值.     

统一电能质量调节器的变结构控制研究

统一电能质量调节器(UPQC)是串联有源电力滤波器和并联有源电力滤波器的结合,集成了二者的优点,可以同时补偿电压谐波和电流谐波.控制是统一电能质量调节器的核心,控制结果要求负载电压为正弦电压,电网输入电流为正弦电流.提出一种新的控制方法,对UPQC串联侧和并联侧同时进行参考值计算和开关器件控制,使电压补偿和电流补偿同步协调工作.考虑到UPQC的数学模型在dq坐标系下,是一个非线性耦合系统,首先采用逆系统方法将原系统线性化解耦,构造出伪线性系统.然后,再运用变结构控制理论,设计出这个伪线性系统的变结构控制律.最后,建立了UPQC的MATLAB仿真模型对其进行仿真验证.结果表明该方法的有效性和可行性.     

微网蓄电池储能系统滤波及并网控制策略

针对微网中蓄电池储能系统充放电时谐波含量较高情况,在DC/DC与DC/AC变流器之间加入LC滤波器滤除低次谐波,在DC/AC变流器与电网之间加入LCL滤波器抑制高次谐波;并在传统PQ控制基础上以逆变器侧电感电流和网侧电感电流加权值作为内环电流控制信号,降低了解耦分量的纹波含量,减小了储能系统的电压源特性和LCL滤波器阻抗特性对滤波效果和电压波形的影响,提高了控制精度和响应速度;通过隔离变压器调节逆变器输出电压,保证并网电压的稳定。构建仿真模型仿真验证了双层滤波结构和改进控制策略可有效提高蓄电池储能系统的电能质量。     

一种单相无隔离变压器UPQC的控制策略研究

本文针对直流母线中点接入交流电网的单相半桥结构无隔离变压器统一电能质量调节器(UPQC)拓扑,分析了其系统功率流动和直流母线工频纹波产生机理,提出了一种改进的串并联协同控制策略。通过解耦控制,使得该拓扑串联侧补偿电压暂降,并联侧补偿电流谐波同时抑制直流母线电压工频脉动。并给出了该拓扑直流母线电容设计选型依据。最后通过仿真和实验,验证了所提设计和控制策略的有效性。     

基于燃料电池的电能质量控制器设计

为从负载侧解决电能质量问题,本文提出了一种电能质量控制器.该装置将统一电能质量控制器与燃料电池结合,力图扩展统一电能质量控制器的补偿范围.该拓扑结构有利于装置的小型化,供能的多元化以及电网的绿化.燃料电池与超级电容结合的三端双向变换器用以维持直流侧电容电压的稳定.针对系统电压畸变且含多重零点,设计了一种简单实用的参考电压电流检测方法.依据参考信号对串并联逆变器分别采用双积分控制与单周电流控制,使输出补偿电压电流快速精确跟踪参考信号.单周电流控制主要由比较器和RS触发器构成,其输出驱动信号的频率固定,有利于无源滤波器设计及实际应用.仿真结果验证了该装置设计的合理性、可靠性及有效性.     

统一电能质量控制器的建模与仿真

统一电能质量控制器可同时补偿电网畸变电压和抑制负载谐波电流。为此,构造了一种基于反向传播算法的三层前馈神经网络用来检测并联型有源电力滤波器的谐波电流,离线训练收敛后实现在线功能,对串联型有源电力滤波器谐波电压检测采用了畸变电压参考量比较检测方法;建立了统一电能质量控制器的系统仿真模型,利用其对各种电能质量问题的补偿性能进行了仿真研究,并对补偿前后负载和电源电流/电压进行了频谱分析。研究结果表明,统一电能质量控制器集电压补偿、电流补偿于一体,可有效实现多重电能质量调节功能。     

基于直流隔离单元的新型统一电能质量调节器

介绍了统一电能质量调节器(Unified Power Quality Conditioner,简称UPQC)的传统拓扑结构,设计并实现了基于直流隔离单元(DC Isolation,简称DCI)的新型DCI-UPQC实验样机.与UPQC传统拓扑中串联补偿侧的隔离变压器不同,DCI-UPQC直流单元各组电容之间分时控制的电气开关起到了电气隔离的作用,避免了隔离变压器带来的多种缺陷.阐述了DCI-UPQC的基本原理,给出了DCI-UPQC串联补偿单元动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer,简称DVR),并联补偿单元有源滤波器(Active Power Filter,简称APF)以及DCI单元的控制策略.同时,开发了一套适用于电力电子装置的基于数字信号处理器(Digital Signal Processor,简称DSP)和(Field Programmable Gate Array,简称FPGA)的先进数字控制平台,成功地将其应用于DCI-UPQC样机.实验结果表明,该样机在具有电压稳态和动态补偿功能的同时,亦可补偿负荷所需的无功和谐波电流,有效地验证了DCI拓扑结构和控制策略的可行性.     

一种无谐波检测的并联型电能质量调节器

介绍了一种无谐波检测的并联型电能质量调节器(PPQC),可同时补偿谐波和无功而无需对其进行检测。通过研究交流侧与直流侧能量交换的过程和规律,采用控制流入直流侧电流大小和方向的方法使直流侧电压稳定。详细分析了负载有功电流对直流侧电压的影响;将负载有功电流作为扰动,提出了一种无谐波检测的新型控制策略,省去了复杂的检测算法,避免了检测误差和延时。实验结果表明所提无谐波检测的PPQC具有较好的谐波、无功补偿效果及较快的动态响应速度。