并联型有源电力滤波器输出电感选择的新方法

并联型有源电力滤波器(active power filter,APF)交流侧输出电感是连接APF与电网的桥梁,直接影响补偿电流的动态性能,对有源滤波器的补偿特性起着决定性作用。针对电压源并联型有源电力滤波器电感注入电路的拓扑,提出一种严格的基于谐波电流分析的并联型APF输出电感值确定方法。它能根据补偿目的的不同准确计算出最优的电感值。通过对电力系统中广泛存在的非线性整流负载的仿真,验证了该方法的正确性和可行性。     

一种用于电压源型非线性负载谐波补偿的新型SAPF控制策略

并联型有源电力滤波器(Shunt Active Power Filter,SAPF)在补偿电压源型非线性负载时,存在负载谐波电流放大效应,且谐波补偿效果较差。针对上述问题,提出一种应用于电压型谐波源的新型SAPF控制策略。该策略采用负载谐波电流与公共连接点(PCC)谐波电压共同控制SAPF输出谐波补偿电流。理论分析和实验结果表明,所提新型S A P F控制方法,能够有效抑制负载谐波电流放大,改善SAPF对电源型非线性负载的补偿效果。     

应用串联校正解决有源滤波器稳定性问题

分析了系统电抗和负荷电抗对基于检测系统电流的并联型有源滤波器(APF)控制算法稳定性的影响,并给出了基于串联校正的解决方案。对于电压源型非线性负载,由于系统电抗和负荷电抗的影响,在使用并联型APF进行谐波补偿时不但会出现谐波放大现象,而且影响并联型APF电流跟踪控制算法的稳定性。建立了并联型APF,系统电抗和负荷电抗的详细电路模型,并通过闭环传递函数控制模型分析了电流跟踪控制算法的稳定性。使用比例谐振(PR)控制验证了该数学模型的合理性,并提出了串联校正解决方案,实验结果验证了该模型和解决方案的正确性。     

电动汽车充电站并联APF谐波放大效应研究

电动汽车充电过程中会产生谐波,常采用并联有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)的方式来补偿谐波。但是并联APF在补偿谐波时会产生谐波放大效应。文中通过采用等效电路分析的方法,提出一种量化谐波放大程度方法,根据此方法来改进谐波补偿电路的拓扑结构,以消除谐波放大效应,最后在MATLAB仿真软件上验证此方法的正确性。文章的研究有利于提高电动汽车充电站中并联APF的设计和利用。     

有源滤波器对电压源型非线性负荷稳定性分析

分析了电压源型非线性负荷对基于检测系统电流的并联型有源电力滤波器(SAPF)控制算法稳定性的影响,并给出了解决方案。对于电压源型非线性负荷,由于系统电抗的影响,在使用SAPF进行谐波补偿时会出现谐波放大现象,进而影响SAPF电流跟踪控制算法的稳定性。建立了SAPF、系统电抗和电压源型非线性负载的详细电路模型,并通过闭环传递函数控制模型分析了电压源型非线性负荷对SAPF电流跟踪控制算法的稳定性影响。使用向量比例积分(VPI)控制验证了该数学模型的合理性,并提出了解决方案,仿真和实验结果验证了该模型的正确性。     

D-STATCOM并联补偿非线性负载谐波特性研究

D-STATCOM具有良好的无功补偿和谐波抑制能力,在电力系统中得到广泛运用。D-STATCOM并网运行时会放大负载谐波电流,限制了D-STATCOM的使用范围。为充分发挥D-STATCOM的优越性能,减小其对负载谐波电流的放大效应,利用等效电路方法对D-STATCOM补偿非线性负载系统进行分析。对于电压源型非线性负载,等效阻抗随谐波次数的增加急剧减小使谐波放大效应更加严重。采用串联电抗器的方法能有效降低负载高次谐波的等效阻抗,从而抑制谐波放大效应。Matlab仿真结果表明:受谐波放大效应的影响,若不采取限制负载高次谐波的措施D-STACOM补偿效果较差,串联电抗器能有效抑制谐波放大效应,显著提高DSTATCOM补偿性能。     

单周控制的直流侧有源电力滤波器及其补偿特性研究

针对整流桥谐波源负载,笔者通过对其电压型谐波源和电流型谐波源的谐波特性分析,指出DC侧并联型APF补偿电压型谐波源的不足,进而研究其对偶拓扑结构——DC侧串联型APF。对两种DC侧APF进行了单周控制理论实现和补偿特性效果比较。结果表明:DC侧并联型APF适合补偿电流型谐波源,DC侧串联型APF更适合补偿电压型谐波源,从而验证了理论分析与单周控制实现的正确性。     

多个电压源型谐波负载的谐波补偿点研究

为得到更好的补偿效果,研究了并联型有源电力滤波器(SAPF)在补偿多个电压源型非线性负载时补偿点的选择问题。在SAPF指定次谐波补偿策略的基础上,采用等效电路法,分析了同时补偿多个电压源型非线性负载时发生的谐波放大现象,重点讨论了SAPF安装位置不同对谐波电流的放大现象。通过公式推导,比较了谐波电流的放大倍数,得出SAPF最小谐波放大补偿点的选择依据。然后从系统结构和控制策略上提出了抑制谐波放大的具体措施。搭建的Matlab/Simulink仿真模型与样机实验验证了上述分析的正确性。     

有源电力滤波器抑制谐波的机理分析

研究了中低压电网中由非线性负载产生谐波的机理，提出所有由非线性负载直接引起的谐波是电流谐波，因而治理非线性负载引起的谐波应首先考虑治理谐波电流。同时，从补偿和滤波两种思想出发，指出并联型谐波补偿有源电力滤波器(APF)的补偿作用和串联型基波补偿APF的滤波作用可适用于非线性负载谐波电流的抑制。仿真结果验证了理论分析的正确性。     

谐波源与有源电力滤波器的补偿特性

通过分析电网中的典型谐波源,说明了整流器直流侧电感或电容滤波时,其特性类似谐波电流源或电压源。在探讨并联型和串联型APF工作原理的基础上,研究了它们对不同谐波源的补偿特性。从而说明对电流型或电压型谐波源进行谐波补偿,应该分别使用并联型或串联型APF。否则,不能起良好的补偿效果。     

有源电力滤波器仿真研究

叙述了有源电力滤波器APF(Active Power Filter)的基本原理,分别介绍了组成APF的谐波和无功电流检测电路、补偿电流发生电路的构成和功能,在此基础上,介绍了常用的APF的谐波和无功电流检测方法、补偿电流控制方法和直流侧电压控制方法。为了验证APF的补偿功能同时加深对其控制方法的认识和理解,用Matlab 6.5/Simulink下的SimPower Systems Blockset对整个三相并联电压型APF系统进行了仿真研究。仿真结果表明,电压空间矢量脉宽调制SVPWM(Space VectorPulse Width Modulation)控制的APF能对负载电流中的谐波和无功分量进行快速精确的补偿。     

采用串联型电力有源滤波器提高用户电能质量的探讨

简要分析了串联型电力有源滤波器(APF)的工作原理,基于系统谐波电流检测控制方式,提出了针对提高电能质量敏感用户用电质量的一种谐波治理方法,并给出了其主电路的设计方法。     

采用三相不可控整流充电机的电动汽车充电站 谐波放大效应分析与计算

电动汽车充电站并联有源滤波器工作时,可能引起流过充电站集电母线的充电电流谐波出现放大效应。针对谐波污染最严重的三相不可控整流充电机,研究充电站各次谐波电流与谐波电压的耦合关系,定义电动汽车充电站总谐波电流放大系数,提出一种充电站集电母线电流谐波放大程度的量化方法。该方法实现了电流谐波放大效应的解析计算且具有较高精度。在此基础上,探讨谐波放大系数随充电机台数、有源滤波补偿率及相位差等因素的变化规律,为有源滤波器容量配置与控制设计提供依据。     

具有控制器参数摄动的并联型有源电力滤波器H_∞控制器设计

根据有源电力滤波器(APF)的补偿性原理,将负载的谐波电流当作扰动,电源谐波电流作为系统的期望输出,建立了并联型APF的状态空间数学模型。基于该模型,考虑控制器参数在一定范围内发生加性范数有界摄动的情况,利用线性矩阵不等式方法对并联型APF的非脆弱H∞控制器设计问题进行研究。仿真示例表明,非脆弱H∞控制器在其参数发生摄动时仍能保证并联型APF的稳定性和补偿效果,而H∞控制器在其参数发生同等程度的摄动时恶化了系统的补偿效果。     

新型混合型滤波器设计

根据目前常见的几种混和有源滤波器,提出1种注入式混和有源滤波器,使有源滤波器不再承受基波电压,最大限度地减少了有源滤波器的容量。阐述混和有源滤波器和注入式有源滤波器的工作原理,在该电路中,无源滤波器分担大部分抑制谐波和无功补偿的任务,减少了有源滤波器的容量;有源电力滤波器用于改善无源滤波器的滤波效果和抑制它与系统阻抗可能发生的谐振。理论分析和实验结果表明,该混合型有源滤波器充分发挥了无源滤波器和有源滤波器各自的优点,改善了无源滤波器的滤波性能,同时使有源滤波器不再承受基波电压,通过样机实验验证结论正确性。     

低压并联型有源电力滤波器谐波检测算法的研究

研究了低压并联型有源电力滤波器的谐波检测算法。通过d-q变换对三相电流进行坐标变换,提取其基波有功分量,从而检测出其谐波与无功分量。该改进算法为电流的d-q变换提供精确的参考相位。采用改进的检测算法,电压畸变不会影响该算法检测的精确度,并能有效地检测负载电流的谐波与无功分量。     

有源电力滤波器稳态和动态特性分析

文中对有源电力滤波器(active power filter,APF)的多种拓扑结构和多种控制策略进行了分析研究,以控制负载谐波电流、电网谐波电流、滤波支路谐波电流、负载谐波电压4种基本控制策略为基础,对并联混合型APF、串联混合型APF以及APF与PF(power filter,PF)串联后并入电网等几种典型的APF结构进行稳态和暂态分析,为合理选择APF结构及其控制策略提供理论依据。文中给出了APF工作在稳态和动态时实验波形,验证了理论分析的正确性,所得到的结论对APF的结构选择和实际应用具有一定的指导意义。