基于FPGA的有源电力滤波器高速数据采集系统设计

有源电力滤波器（APF）已成为治理谐波的主要手段之一,其谐波检测环节要求对多路数据进行高速采集。现场可编程门阵列（FPGA）器件具有资源丰富、接口灵活、并行计算等特点,其与外部AD结合能实现稳定可靠的高速数据采集数字系统设计。文章基于FPGA和一款快速A／D转换芯片AD7864提出一种高速数据采集电路设计方法：首先,提出硬件系统结构框图;其次,介绍AD7864的时序,基于FPGA程序开发软件Quartus II,说明其AD控制的状态机设计方法并给出其流程;最后,通过对三相系统电压信号采样,证明其采样效果良好,能够满足APF的高速数据采集要求。     

基于DSP的单相有源电力滤波器的研究与设计

首先介绍了单相有源电力滤波器的基本原理与系统结构,然后阐述了基于鉴相原理的谐波检测方法与系统总体的控制策略。针对有源电力滤波器高速,精确的要求,利用高速浮点数字信号处理芯片TMS320F28335作为主控器,设计了一套全新的单相有源电力滤波器,文中给出具体的硬件设计和软件流程。最后,通过实验表明,本文所设计的系统正确性和有效性。     

电力有源滤波器综述

综述了两类电力有源滤波器的工作原理，指出它们各自的特点及涉及到的主要技术和控制策略。     

一种单相有源电力滤波器谐波检测方法

介绍了单相有源电力滤波器的基本原理,提出了一种单相电路的谐波检测方法,通过构造两相系统,把基于瞬时无功理论的ip-iq法应用于单相系统的谐波检测,直流分量提取环节采用滑动均值滤波的方法,可以有效利用历史数据,减小了计算量。且易于数字控制,实时性好,同时输出控制采用三角波比较方式,有效减小了输出的谐波。Matlab仿真结果表明,所提出的检测方法构成的单相有源电力滤波器具有良好的补偿效果。     

单相有源电力滤波器及其MATLAB软件仿真研究

提出一种新的单相谐波电流的检测方法,采用改进的三角波调制电流控制,该算法实现简单,响应速度快,适合于单相并联型有源电力滤波器;MATLAB软件仿真结果表明,此算法具有良好的动态性能,能够实时跟踪谐波电流的变化,有效地抑制谐波。     

单相有源电力滤波器滑模控制策略研究

为了使电源电流为正弦波,建立了单相有源电力滤波器的统一数学模型并分析其控制矢量图.计算等效控制量,并根据等效控制量推导对应的矢量选择规则.在Matlab/Simulink环境下对所提的控制策略进行了仿真研究,仿真结果表明所提的方法很好地抑制了谐波.     

基于新型谐波电流检测的有源电力滤波器仿真研究

MATLAB是一种面向科学与工程计算的高级语言，而其提供的动态系统仿真工具Simulink功能强大、易于使用，为系统建模提供了有力支持。本文在介绍并联型有源电力滤波器的工作原理、基本结构和控制策略的基础上，利用MATLAB／Simulink中的电力系统仿真模块箱（PSB）建立了有源电力滤波器系统的仿真模型并进行了仿真试验，试验结果表明本文采用的新型谐波电流检测方法提取谐波准确，电流补偿效果达到设计要求。     

基于广义谐波理论的单相有源电力滤波器设计

根据广义谐波理论，证明了应用自适应噪声对消技术可实时检测出需要补偿的广义谐波电流分量。该法比传统的谐波检测电路简单、易实现、抗扰性强。以该分量为输出目标电流的单相有源电力滤波器能将非线性负载补偿成纯电阻负载。仿真结果证明了该方法的有效性。     

电力有源滤波器的技术现状

采用现代电力电子技术、数字信号处理技术和先进控制理论的电力有源滤波器(APF)技术对电网谐波可进行动态实时补偿,是解决谐波污染、改善电能质量最有效和最具潜力的途径.介绍了电力有源滤波器的基本结构和原理,讨论了电力有源滤波器的各种谐波电流检测和补偿电流控制方法.     

基于DSP的有源电力滤波器数字控制系统

简要分析了并联型有源电力滤波系统的工作原理和系统结构,建立了一种基于DSP芯片的数字控制系统。详细探讨了该控制系统所采用的控制方法、硬件结构以及软件流程,并通过实验证明了该控制系统的正确性和有效性。     

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FPGA的三相四线有源滤波器的电流控制方案

电流控制器作为有源电力滤波器的核心部分,直接影响着有源电力滤波器的补偿性能。为了实现电流的快速跟踪,文中将电流跟踪问题转化为变换器的电压控制进行分析,并采用一种简单的abc坐标系下的3维空间矢量调制算法,避免了繁琐的坐标变换,减小了计算复杂程度,提高了计算速度。应用一片现场可编程门阵列（FPGA）完成了固定开关频率的电流控制功能设计,并进行了编程仿真。最后给出了三相四线有源滤波器的电流控制波形的实验结果,证明了该电流控制方案的可行性和正确性。     

单相三电平有源电力滤波器控制策略研究

将滑模控制策略运用于单相三电平有源电力滤波器中,取得了良好的控制效果。为了使电源电流为正弦波,首先建立单相有源电力滤波器的统一数学模型并分析其控制矢量图。然后计算等效控制量,根据等效控制量推导对应的矢量选择规则。此外,为了使直流侧电容电压保持均衡,通过对小矢量的选取把中点电流的积分值限制在极小的范围之内,从而使上下电容电压保持相等。最后,在Matlab/Simulink环境下对控制策略进行了仿真研究,仿真结果表明所提出的方法很好地抑制了谐波。     

三相并联有源滤波器的控制策略研究

主要研究了并联有源滤波器的3种控制策略：基于瞬时无功理论的控制策略（IPT）;单位功率因数控制策略（UPF）：同步功率传输控制策略（SPF）。分析了3种控制策略的基本思想,用仿真手段比较了3种控制策略在稳态时谐波抑制性能,在负载电流变化时的暂态性能,及在电网非理想情况下的补偿性能,仿真结果表明：在谐波抑制方面,UPF策略优于其他2种策略;在暂态性能方面,UPF策略则略逊于其他2种策略。在这3种控制策略中,UPF策略是最容易实现的。     

有源电力滤波器无差拍控制策略的研究

采用了一种检测负载侧与电源侧电流的复合谐波电流检测方法,针对四桥臂拓扑结构的有源电力滤波器(APF),提出了一种新型无差拍控制策略,通过对系统结构的分析建立完整的数学模型,对APF各相输出补偿电流之间的耦合问题进行深入研究并提出相应的解决方法。仿真分析和实验结果验证了复合谐波电流检测算法和无差拍控制策略的有效性和正确性。     

以网侧电流为补偿目标的有源电力滤波器预测电流控制

根据有源电力滤波器谐波和无功检测的不必要性的结论,提出了一种以网侧电流为直接补偿目标的APF预测电流控制新方法.首先建立了用于预测电流控制的APF离散化模型,然后根据网侧电流的下一采样时刻的预测值和目标函数挑选出下一时刻的电压矢量.该方法除了可消除采样、计算造成的延时外,还可以省略谐波检测电路及实现等效的PwM发生器,在一定程度上简化了控制电路的软硬件设计,还消除了谐波检测造成的延时,具有良好的暂态性能.仿真结果表明该预测电流控制方法具有良好的补偿性能.     

采用复合控制方式的并联混合型有源电力滤波器

在检测电源电流和负载电流控制方式的基础上，提出了一种复合控制方式。该控制方式的指令信号通过同时检测电源电流和负栽电流得到。它既具有上述两种控制方式的优点，又能克服它们各自的不足。此外，讨论了PWM逆变器的控制方法。在此基础上研制了一台并联混合型APF实验样机，进行了相应的实验研究。结果表明，采用复合控制方式的并联混合型电力有源滤波器稳定性高、谐波补偿效果好。     

基于DSP的有源电力滤波器数字控制系统

介绍了一种滞环跟踪型并联有源电力滤波器中以DSP(数字信号处理器 )TMS32 0F2 4 0 7A为核心的数字控制电路 ,它能完成谐波提取、指令电流产生、直流侧电压控制、系统保护等功能 ,采用双采样频率的方法 ,可解决 16字长DSP计算能力有限与高速、实时地提取谐波之间的矛盾 ,实现有源电力滤波器的全数字控制。     

新型控制系统的并联混合型有源电力滤波器

主要采用新型正负d-q控制系统来产生PWM实行对并联混合型有源电力滤波器(PHAPF)的控制。不仅将有源电力滤波器(APF)与无源滤波器(PPF)串联的PHAPF更好地结合,而且还发挥了PPF和APF造价较低、性能优良等优点。主电路与控制电路的良好结合能以较小的有源装置容量实现大容量的谐波补偿,并能迅速、直接、准确、有效地抑制谐波,将耐压量较低的半导体器件安全地用于高压系统的谐波补偿中,在有良好滤波效果的同时还有效地补偿了无功分量,具有广阔的发展、应用前景。     

四桥臂并联型有源电力滤波器控制研究

针对三相四线制电力系统谐波治理,提出了一种四桥臂并联型有源电力滤波器(SAPF)谐波补偿改进控制方案。谐波电流跟踪控制采用三维空间矢量调制算法,SVPWM具有直流电压利用率高、电流畸变率小等优点;直流侧总电压稳定,采用模糊PI自适应控制,直流侧电压动态响应快,超调小。对SAPF直流侧上下电容电压值平衡控制进行了研究。通过仿真验证了该控制方案的正确性与可行性。