谐振阻抗型混合有源滤波器在煤矿电网中的应用

文章以平煤十三矿6k V直流提升机系统的无功补偿和谐波抑制为目标,开展了谐振阻抗型混合有源滤波系统(RITHAPF)的相关技术研究,分析了RITHAPF结构与数学模型,建立了两电平APF的离散解耦数学模型,基于趋近律离散滑模变结构控制设计电流跟踪控制器,系统仿真结果表明,该RITHAPF系统能够有效地抑制该6k V提升机系统产生的谐波并补偿无功,且抑制了直流提升机的启动超调。     

并联型三相矿用有源电力滤波器滑模谐振控制

为了提高矿用有源电力滤波器的补偿能力,提出了一种基于滑模谐振控制器的有源电力滤波器控制策略。根据d-q坐标系的电流方程采用滑模控制理论设计了电流环滑模控制器,同时针对三相不控整流电路产生的含量较高的正序7次谐波分量及负序5次谐波分量,利用改进谐振控制可实现正弦波信号的零稳态误差跟踪,并在滑模控制的基础上并联谐振控制,从而提出一种滑模谐振控制算法。与传统PI控制相比较,仿真结果验证了所提方法的有效性和优越性。     

组合趋近律滑模控制算法在APF中的应用研究

有源电力滤波器(APF)被公认为是治理电网谐波最有效的手段,但存在固有的抖振问题。针对实际APF系统对控制性能的要求,提出基于组合趋近律的离散滑模控制算法,在滑模运动前期采用指数趋近律,在滑模运动后期采用变速趋近律,以削弱系统的抖振,提高系统稳态性能,实现更好的信号跟踪效果。     

基于LCL滤波的三电平有源滤波器研制

永城煤矿部分矿井提升机系统采用直流电动机调速设备,产生谐波,污染电网。针对这一问题,本研究研制了一套基于LCL滤波的三电平有源滤波器以降低系统谐波。该装置采用二极管箝位型三电平拓扑结构,通过电容电流反馈的有源阻尼方法进行谐振抑制,并且将智能化粒子群算法应用于LCL滤波器参数设计。本研究所采用理论及方法,经仿真验证证明其正确可行,可以有效降低系统谐波。通过样机实验结果证明,所研制的有源滤波器可以有效补偿直流提升系统产生的谐波,将电网谐波含量控制在5%以内,满足国家标准。     

有源调谐滤波器在矿井起重机谐波补偿中的应用研究

煤矿井中起重机等大型设备的接入,给谐波补偿带来了困难。有源调谐滤波器可以准确有效地补偿电网谐波电流。对有源调谐型混合滤波器的失谐度检测环节和补偿系数跟踪环节进行改进,从而更好地优化矿区的电能质量。搭建了系统仿真模型,仿真结果表明改进后的算法可以很好地实现对电网谐波电流的补偿。     

基于LCL滤波的三电平有源滤波器研制 基于LCL滤波的三电平有源滤波器研制

永城煤矿部分矿井提升机系统采用直流电动机调速设备,产生谐波,污染电网。针对这一问题,本研究研制了一套基于LCL滤波的三电平有源滤波器以降低系统谐波。该装置采用二极管箝位型三电平拓扑结构,通过电容电流反馈的有源阻尼方法进行谐振抑制,并且将智能化粒子群算法应用于LCL滤波器参数设计。本研究所采用理论及方法,经仿真验证证明其正确可行,可以有效降低系统谐波。通过样机实验结果证明,所研制的有源滤波器可以有效补偿直流提升系统产生的谐波,将电网谐波含量控制在5%以内,满足国家标准。     

并联有源滤波器中滞环控制的设计研究

针对并联型有源电力滤波器产生的补偿电流应实时跟随其指令电流信号变化的要求,提出了一种基于滞环比较器的瞬时值比较方式,其电流控制采用跟踪型PWM控制方式。该方式应用于电压源型变流器为主电路结构的并联有源电力滤波器中,对三相四线制系统中非线性负载的谐波和无功电流有理想的补偿效果。着重给出了选取滞环宽度的理论分析和仿真模型,设计了一套三相四线制并联有源滤波器实验装置。仿真和实验结果证明了所选取控制方法的可行性和有效性。     

矿用并联混合有源电力滤波器的研究

针对煤矿供电网需要实时动态地补偿电网中瞬态变化的谐波电流,提出一种基于空间电压矢量脉宽调制技术的控制策略;设计了一种适用于煤矿供电网的并联混合有源电力滤波器(PHAPF)的拓扑结构,并对拓扑结构的控制策略进行了研究,控制策略直接影响到有源电力滤波器的滤波性能。混合有源电力滤波器的有源电力滤波器经过三相耦合变压器,串接LC串联谐振无源滤波器,降低有源滤波器的容量和承受的基波电压。通过理论分析和Matlab仿真,验证了混合有源电力滤波器的控制策略能够提高煤矿供电网的电能质量。     

基于滑模控制器的指定次谐波补偿方法

随着工业现场大量非线性负载的应用,电网电流波形畸变日益严重,提出了一种基于滑模控制器的有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)指定次谐波补偿方法。该方法首先利用坐标变换计算APF的参考电流,并通过将状态预测观测器引入到离散滑模控制器中,实现对系统状态参数的超前一拍预测,降低系统延时的影响。通过实验验证了该方法的正确性和有效性。     

并联型混合有源滤波器的设计与实现

采用TMS320LF2407为核心处理芯片,设计了一种基于DSP的全数字化并联型混合有源滤波器,可实现谐波电流计算和PWM信号输出。重点阐述该装置的软、硬件设计。实验结果表明,设计的滤波器具有谐波补偿性能好,控制准确等特点。     

Research on hybrid power filter of 6 kV power grid in coal mine

Studied the harmonic control of the 6 kV power grid in a coal mine substation. Taking harmonic suppression and reactive power compensation into account, and complying with the economic and efficient technical line of the smart grid, a new hybrid active filter was proposed and applied to the power grid in the coal mine with the advantages such as large capacity, low cost and low loss. In order to improve detection speed and reduce the succeeding errors to improve the filtering performance of the active power filter, the DFT (Discrete Fourier Transform) sliding window algorithm based on coordinate transformation and improved hysteresis control method was proposed. The Matlab simulation results show that the hybrid active filter is satisfactory, can improve the grid power factor and can meet the requirements of improving the power quality in the coal mine.     

Simulation research of discrete sliding mode control for active power filter

Because of the widely-used nonlinear loads, the problems of harmonics and low power factor in power systems are becoming more and more serious. In view of the above problems, a shunt three-phase active power filter (SAPF) based on discrete sliding mode control to suppress the harmonics was designed and the power factor improved. First, built the mathematical model of SAPF. Then, controlled the switch through analyzing the harmonic current that was controlled signal using discrete sliding mode control. Through simulation using MATLAB, verified the validity of the algorithm. By the simulation waveforms, it can be found that after the load current containing a large number of harmonics passes the active power filter, the waveform of the power current approximately becomes a sine wave and the harmonics is significantly reduced. As a result, it plays a good role in purifying power systems. Moreover, from the waveforms of harmonic current and power current, it can be found that the algorithm has a faster tracking speed. The waveform can be stably tracked in the half cycle and real-time if the algorithm is perfect.     

矿井提升机用串联谐振有源电力滤波器PWM控制策略研究

针对矿井大功率直流拖动系统的谐波抑制问题,采用一种新型PWM变流器的拓扑结构,即直流侧混合型贮能且串联谐振工作方式,构成了无源+有源的新型并联型有源滤波器的结构形式。对无源+有源的新型有源滤波器进行PWM控制策略的研究,推导出基于傅里叶变换的谐波控制策略,用于对三相电力系统的5、7、11、13次谐波进行补偿。用TMS320F240 DSP实现提出的控制策略,在实验室搭构试验样机进行实验研究。研究表明,系统的5、7、11、13次谐波得到了很好的抑制,网侧电流的THD从264%减小到12.8%,谐波总畸变率有明显降低,从而验证了控制策略及其实现的有效性。     

煤矿电网谐波分析与治理研究

首先分析了某矿现代化改造后各设备所引起的电网谐波现象和谐波对矿井安全的危害。其次,在此基础上设计了采用三相并联型有源电力滤波器实现谐波治理和无功补偿的控制方案,并对该滤波器进行了数学建模。最后以该矿副井提升机作为非线性负载对象,对该控制模型进行了仿真。仿真结果表明,该控制方案可行,系统具有良好的动静态性能。     

基于三电平SVPWM简化算法的有源电力滤波器研究

介绍了电力系统的谐波问题,阐述了有源电力滤波器(APF)的基本工作原理和瞬时无功功率理论,在此基础上,建立了三电平APF的数学模型,并且结合三电平SVPWM简化算法完成了APF系统实验研究,解决了APF在煤矿高电压大功率场合下的应用问题,实验结果证明了该方案具有良好的谐波补偿效果。     

煤矿实用混合有源电力滤波装置的设计

针对大型供配电站需要在滤除谐波的同时进行无功补偿的工程要求,提出了一套较为实用的并联混合型有源电力滤波器的拓扑结构。以某煤矿110kV变电站主变压器低压侧10kV配电网的谐波治理及无功补偿为对象,介绍了滤波器无源和有源部分的设计过程。实际运行结果表明,能满足现场的需要。     

有源滤波器在煤矿供电系统中的应用研究

目前非线性负荷在煤矿企业供电系统中的大量应用,使得电网电能质量下降,将产生很大的安全隐患。有源电力滤波器是补偿电力系统谐波及无功功率的重要装置,其谐波检测方法与控制的实时性和准确性是实现有效补偿的一个关键。介绍了基于双DSP的有源电力滤波器的工作原理,提出了应用于谐波电流检测的基于NUTTALL窗的三峰插值FFT算法,最后对整个有源滤波器系统进行了仿真与实验验证。Matlab仿真与实验结果表明:提出的算法能成功地应用于APF并对谐波有较好的抑制。     

基于单周控制的三相四线制有源电力滤波器

采用有源电力滤波器单周控制的方法,不需检测谐波应用于三相四线电路。它以整个电路单位功率因数为控制目标,把谐波检测与控制结合,既简化整个电路,又具有很好的动态特性,以及谐波和无功同时补偿的功能。经PSIM仿真,证明该方法的有效性与可行性。     

混合型电力有源动态无功和谐波补偿装置在煤矿电网中的应用研究

针对6 kV煤矿供电网中产生不同频率和幅值的谐波,造成了电能质量下降的实际情况,提出一种混合型电力有源动态无功和谐波补偿装置的拓扑结构。通过对研制的一套小功率的实验室样机进行无功补偿和谐波抑制的实验,证明了该混合型电力有源动态无功和谐波补偿装置具有结构简单、操作方便、实时性强、谐波补偿效果好的特点,具有很好的实用价值。