提升低压配电电能质量的H桥有源电力滤波器

将H桥结构的三电平逆变器作为有源电力滤波器(APF)应用于低压配电网络可有效提升系统电能质量,然而当负载电流三相不对称时,负载电流中的基波负序分量会影响直流母线电压的稳定控制。在这种场景下,首先探讨了H桥结构三电平逆变器与电网基波正负序分量对输入逆变器功率的影响,提出了基于正序电流的直流母线平均电压控制方法,和基于负序电流的直流母线相间电压平衡控制方法;最后通过搭建额定功率为30 kW的H桥结构三电平APF原理样机实验验证了所提控制方法在非线性负载,以及不平衡负载等各类工况下电能质量治理的有效性。     

级联式有源电力滤波器控制策略及实验研究

针对由级联式多电平变换器为主电路的有源电力滤波器,其主电路中直流电容相互独立,如果没有有效控制措施,这些独立的电容电压会产生不平衡,严重威胁装置的安全、稳定运行。本论文提出一种有效控制策略,不仅具有良好的补偿效果,而且保证了主电路中各级联单元直流侧电容电压恒定和均衡。为了验证所提控制方法和控制策略,本文搭建了两级级联式有源电力滤波器,实验结果表明,该系统具有良好的滤波性能,同时也保证了各级联单元直流侧电容电压恒定和均衡,进一步表明本文所提方法的有效性和正确性。     

单相H桥级联型有源电力滤波器的控制方法

单相有源电力滤波器（APF）能够补偿由单相电力电子设备产生的谐波。在借鉴三相APF和瞬时无功功率理论知识的基础之上,推导出了适合单相系统的谐波检测和直流侧稳压控制方法。采用H桥级联的电路拓扑结构,运用倍频载波移相调制技术来控制开关管的通断。使单相APF能够应用于高压和大容量的环境。通过PI控制和重复控制的双闭环控制策略来实现逆变器对谐波信号的无静差跟踪,仿真实验验证了所提控制策略的有效性和可行性。     

独立电源系统有源滤波器逆变侧直流电压控制技术

分析了有源滤波器的补偿原理,并给出了补偿系统的数学模型,从模型和系统能量方面给出了逆变侧直流电压的解析关系式,分析了直流电压波动的原因,及其对补偿性能的影响。在此基础上,提出了一种保持直流电压稳定和直流过压保护的方法,通过仿真和实际工程应用,证明了该方法的有效性。     

基于H桥级联型变流器的有源电力滤波器

提出了一种基于H桥级联型变流器的有源电力滤波器(APF)系统的电路拓扑结构,分析其闭环控制策略和主电路系统参数。对APF样机进行了无功补偿试验和不平衡补偿功能试验。试验结果表明,APF系统动态响应速度快、补偿性能良好,验证了理论分析和样机装置设计的正确性。     

并联型有源电力滤波器直流电容电压的控制

控制有源电力滤波器(APF)直流侧电压为适当值是保证其具有良好补偿性能的一个重要因素,以并联型有源电力滤波器交流和直流侧瞬时功率平衡为基础,对并联型有源电力滤波器直流电容平均电压与脉动电压的变化规律进行研究,分析了它们对并联型有源电力滤波器性能的影响。为了克服这种影响,提出了在补偿电流中注入基波有功电流和增大直流侧电容量控制直流电压稳定的一种方法。仿真结果验证了所提出方法的正确性和有效性。     

并联型有源电力滤波器直流电容电压的控制

控制有源电力滤波器(APF)直流侧电压为适当值是保证其具有良好补偿性能的一个重要因素,以并联型有源电力滤波器交流和直流侧瞬时功率平衡为基础,对并联型有源电力滤波器直流电容平均电压与脉动电压的变化规律进行研究,分析了它们对并联型有源电力滤波器性能的影响。为了克服这种影响,提出了在补偿电流中注入基波有功电流和增大直流侧电容量控制直流电压稳定的一种方法。仿真结果验证了所提出方法的正确性和有效性。     

单相有源电力滤波器的单周控制策略综述

针对基于单周控制的有源电力滤波器存在的直流分量问题,介绍了单周控制及其各种改进方法,说明了引入纹波法、双环控制、双向互补策略、单极调制和双边积分控制在单相有源电力滤波器中的应用情况,并根据级数收敛判据对上述单周控制策略的稳定性进行分析比较。分析结果表明,在相同的电路参数下,双向互补策略的稳定性最好,引入纹波法次之,且双向互补策略可以实现全局稳定。     

级联混合型有源电力滤波器的仿真研究

高电压等级电力系统中,大容量有源电力滤波器的谐波抑制性能主要受主电路开关器件耐压水平和工作频率的限制.提出一种由有源级联多电平逆变器和无源单调谐滤波器构成的混合型有源电力滤波器主电路拓扑结构以及该混合型装置主要参数的设计方法.由于无源滤波器的存在,稳态运行时,可以大幅降低有源部分的容量和耐压水平,同时分析了该混合型装置绝大多数基波电压由无源部分承担的原因.此外,有源部分级联结构的应用可以降低单个开关器件的耐压水平,获得较高的等效输出频率.对级联混合型有源电力滤波器主电路及其控制系统进行仿真,仿真结果验证了所提方案的特点以及良好的补偿效果.     

级联H桥有源电力滤波器直流侧电压控制

直流侧电压的大小和变化将直接影响有源电力滤波器（APF）的补偿性能。经过对功率模型的数学推导,得出通过注入零序电压可以有效地控制各级联 H 桥相相之间直流侧电压的平衡;同时对模块间电压不平衡及电网电压不平衡下导致的直流侧电压不平衡原因进行了分析;最后结合直流侧全局稳压和模块间均压,构成电压的三层控制,实现了电压均衡和稳定,在电网不平衡的情况下也可以起到较好的效果。仿真结果验证了所提控制策略的有效性。     

单调谐并联混合有源电力滤波器控制策略研究

针对单调谐并联混合有源电力滤波器的补偿精确度受控制系统带宽严重制约的问题,提出一种同时反馈电网电流和五次谐波电流的双闭环控制策略,并对其直流侧稳压控制器进行详细的分析和设计。根据单调谐并联混合有源滤波器的电路拓扑结构,推导系统在旋转坐标系下的小信号模型及其传递函数,分别设计电网电流控制器,五次谐波电流控制器和电压环控制器。对采用所提出的控制策略的有源滤波器进行仿真研究并制作实验样机。仿真和实验结果表明,该控制策略具有很高的稳态补偿精确度和动态响应速度,易于数字实现,且由于只需要检测两路电网电流,节省了装置成本。     

级联型有源电力滤波器的新型控制策略

基于单周控制方法,作者提出了一种级联型有源电力滤波器的新型控制策略。该控制策略无需进行复杂的无功功率和谐波电流计算,只需检测直流电容电压和系统电流,通过简单计算即可求出各开关管的占空比,将每个工频周期分成6个区间,对桥式变流器而言,在每个区间里只有4个开关运行在高频状态,另外2个开关保持导通或截止。2单元级联型有源电力滤波器的仿真结果验证了其有效性和可行性,表明该控制策略具有检测量少、原理简单、开关频率恒定、易于数字化实现和效率高等优点。     

有源电力滤波器直流母线电压控制实验研究

有源电力滤波器的直流侧电压值对其补偿效果有很大的影响,主要针对有源电力滤波器直流侧电压的取值与控制进行研究。设计了有源电力滤波器实验系统,在此基础上,理论分析了直流侧电压与补偿电流之间的数学关系;通过不同条件下的实验深入分析了直流侧电压值与补偿特性之间的关系;根据有源电力滤波器的启动特性,设计了相应的PI算法,消除了启动阶段电容电压超调大的不利因素。实现了直流侧电压的合理选择与有效控制。     

LC串联的混合型有源电力滤波器的研究

针对有源电力滤波器(APF)成本高的缺点,提出了将无源滤波器和APF串联起来的混合型有源电力滤波器(HAPF)。新型拓扑结构既弥补了无源滤波装置的固有缺陷,又能充分发挥APF的优势,降低了成本。研究了HAPF的滤波原理,分析了HAPF直流侧电压参数的确定方法。确定无源滤波器的调谐次数为7次,并单独对5次谐波进行补偿。最后验证了所提策略的有效性。     

四桥臂有源电力滤波器改进模型预测控制策略研究

对于四桥臂有源电力滤波器,模型预测电流控制(MPCC)是一种较为新颖的高性能控制策略,但是该策略确定下一时刻的最优开关状态所需的滚动优化次数较多。为克服该缺点,给出了一种基于分区判断的改进模型预测电压控制策略(MPVC)。借鉴基于αβγ坐标系下的3DSVPWM调制思想,利用2次分区判断过程确定所给定三维空间电压矢量的具体位置,从24组备选开关状态子集中确定最优子集,以此减少滚动优化的次数,提高寻优的效率。仿真结果证实了改进MPVC策略的有效性,且其具有较强的鲁棒性,较MPCC具有更佳的动态性能。     

电压分层控制的H桥级联有源滤波器研究

为了研究应用于中高压领域的有源电力滤波器(APF),建立了3级H桥级联APF数学模型,采用载波相移调制技术将装置的等效开关频率提高6倍,基于瞬时无功功率理论提取谐波及无功电流,采用三角载波比较法跟踪指令电流,直流侧电压采用分层控制来实现稳压和均压。仿真结果表明,H桥级联APF能够快速精确地检测出谐波及无功电流,在器件开关频率1.05 k Hz下补偿谐波及无功电流,将电网相电流THD由27.66%降至1.24%,同时维持直流侧电压的稳定和均衡,使电压误差率不超过2%。系统能在1个电网周期内响应负载的动态变化,从而验证了方案的可行性。     

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。     

四桥臂有源滤波器无差拍控制策略研究

电流跟踪控制策略是影响有源电力滤波器补偿性能的关键技术之一.针对适用于三相四线制系统的四桥臂APF,建立其主电路数学模型,提出一种无差拍电流跟踪控制策略.该控制策略通过在当前采样时刻预测出下一时刻的指令电流值,并计算出参考电压,利用空间矢量脉宽调制算法得到桥臂开关信号,从而达到电流跟踪控制的目的.仿真结果验证了该方法的正确性与可行性.     

采用级联多电平逆变器的混合型有源电力滤波器

针对高电压、大容量有源电力滤波器所存在的投资大、技术实现较为困难等问题,提出一种采用单相全桥逆变器和三相逆变器构成的多电平混合型有源电力滤波器方案。在所提方案中,单相和三相逆变器采用不同的电力电子器件实现,不需要与逆变器级联的变压器,从而可降低装置的体积与成本。对多电平逆变器的控制策略、逆变器直流侧电容器电压选取等进行了分析,并以10kV系统为例进行了参数计算和仿真研究。仿真结果表明所提方案具有结构简单、补偿效果好及适合应用于高电压、大容量的谐波滤波场合等特点。     

有源电力滤波器直流侧电压的模糊自适应控制

在传统的基于PI控制的有源电力滤波器直流侧电压控制方法的基础上,提出了模糊自适应控制的直流侧母线电压控制新方法。通过模糊控制规则,可以自动调整PI参数,从而提高了系统的动态响应,消除了系统的稳态误差。仿真结果表明:该方法响应快、无超调、鲁棒性强,较传统PI控制具有更好的动、静态特性。