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。     

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。     

基于谐波源注入的SAPF补偿容量确定方法

补偿容量是决定并联型有源电力滤波器(Shunt Active Power Filter, SAPF)补偿性能的重要因素之一。通过戴维南等值模型,分析了SAPF补偿容量的决定因素,指出了依据补偿前负荷电流作为确定补偿容量的方法存在的缺点。提出了一种基于谐波源注入的SAPF补偿容量预估方法,通过小容量谐波源在接入点分次注入谐波电流,预估SAPF的补偿容量。该方法还提出了谐波源特征系数和补偿容量放大倍数两个指标用于表征负荷的性质,为SAPF的类型和容量的选择提供方向。通过对不同负载模型的仿真验证,确定该方法比传统方法更加接近真实SAPF的补偿容量。     

基于复合谐波补偿和谐振阻尼的SAPF控制策略

针对独立小供电系统中发生的并联的校正电容器和电网阻抗之间的谐振现象,此处首先分析了在谐振状况时并联型有源电力滤波器(SAPF)在传统控制策略下检测负载电流的两种方式,分析表明,当检测点设立在非线性负载出口处时方案最优。接着分析了最优检测点下SAPF的谐波补偿和谐振阻尼效果,虽然在该方案下SAPF对非线性负载的谐波具有补偿效果,对谐振引起的谐波放大也有抑制效果,但该种传统控制策略下的阻尼效果并不能使谐波成分满足电能质量标注的要求。因此,这里提出了一种新型复合谐波补偿和谐振阻尼策略,在补偿谐波的同时能阻尼谐振,可以满足电能质量标注的要求。最后给出了实验结果。     

并联型APF补偿电容性非线性负载谐波放大效应的抑制研究

并联型有源电力滤波器(shunt active power filter,SAPF)应用于电容性非线性负载时,会造成负载侧谐波放大。本文首先介绍了SAPF应用的系统结构,接着建立了基于电压型非线性负载的SAPF谐波补偿数学模型,分析了造成非线性负载侧谐波放大的机理,并推导了相应公式;同时针对负载侧谐波放大效应,提出了通过改变阻抗比、降低补偿因子、并联补偿电容3种措施。最后,通过仿真软件进行了仿真研究,并给出了工程中已采用的措施。仿真结果及工程案例验证了提出措施的有效性。     

基于网络谐波电压综合补偿的配电网并联型有源电力滤波器优化配置策略研究

并联型有源电力滤波器(shunt active power filter, SAPF)多配置于非线性负载的并网点并对本地负载进行谐波电流补偿。随着配电网中非线性负载的广泛接入,导致基于本地补偿的配置方式不再具有经济、高效的优点,为了解决此问题,出现了以配电网整体多节点的电能质量为优化目标的综合补偿配置方案。基于此,本文提出了一种综合考虑配电网各节点电压谐波含量、SAPF总安装台数及安装容量的SAPF配置算法,结合多目标粒子群及单目标迭代算法确定在网络各节点谐波电压畸变率满足标准时SAPF的数量、配置节点及最优输出电流。最后,通过仿真搭建IEEE18节点标准模型,验证了所提出的算法在多台SAPF配置问题中的有效性。     

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。     

有源滤波器就近补偿对邻近负载的影响

为保证系统安全运行,主要研究了并联型电力有源滤波器(Shunt Active Power Filter,SAPF)就近补偿对同一配电网系统中邻近负载影响的问题。采用等效电路的方法研究了各种非线性负载组合情况下,SAPF就近补偿投入前后邻近负载谐波电流的变化,并对谐波电流进行了公式推导。研究发现,SAPF在就近补偿时,系统有发生谐振以及邻近负载的谐波电流有发生放大的可能;在此基础上,从系统结构和控制策略两方面采用不同的措施来抑制谐波放大与避免谐振的发生。最后,在Simulink中搭建基于PI调节的指定次谐波无静差控制的SAPF仿真模型与实验,验证了上述分析的正确性。     

并联型APF在容性非线性负载中应用

在分析大电容滤波整流负载线电流谐波特性的基础上,揭示了并联型有源电力滤波器(SAPF)不适合补偿电压型谐波源的原因,运用间歇谐振机理阐明了SAPF补偿电压型谐波时,负载电流峰值变大的原因.提出了2类解决方法:对原需滤波系统进行改造,改变原系统的谐振频率范围;或者对SAPF进行改进,变原来的宽带补偿为有限带宽补偿,有选择谐波次数的补偿.采用所提方法后,SAPF运行在含有容性非线性负载场合时,可以有效地保证负载交流侧电流峰值不增大,同时有效地抑制电网中的谐波电流.仿真结果证明了所提方法的正确性和可行性.     

基于误差评价的有源电力滤波器谐波指令修正

由于并联型有源电力滤波器(SAPF)带宽限制等因素的影响,在弱电网下其对容性非线性负载发出的谐波电流的补偿效果较差。在此提出基于误差评价的谐波指令修正方法。该方法评价谐波电流指令与SAPF输出电流之间的幅值和相位误差,据此动态调整送给SAPF电流闭环子系统的谐波指令,从而等价提高了SAPF的带宽,改善了谐波补偿效果。仿真和实验结果证明了该方法的有效性。     

电容中点式三相四线制SAPF混合无源非线性控制策略

电容中点式三相四线制并联型有源滤波器(SAPF)相比于三相三线制SAPF,附加了零序电流通路,因而可在电网平衡/不平衡时补偿非线性负荷产生的各次谐波、零序及无功电流。利用SAPF的无源性对其进行非线性的无源控制(PBC)可取得较常规的线性和非线性控制器更好的补偿效果,且在电网不平衡时无需检测和处理谐波电流的正负序分量。文中提出了一种电容中点式三相四线制SAPF的混合无源控制策略。首先,根据被控对象SAPF在dq0坐标系下的EulerLagrange数学模型分析其无源性,并计算得到了能使被控量收敛至期望值的SAPF内环电流无源控制规律;然后,采用阻尼注入法对其进行简化,得到能使内环补偿电流完全解耦的新的无源控制规律,提高系统的动态性能;接着,根据直流侧总电压和差压与补偿电流存在紧密联系,设计了基于2阶低通滤波器控制的SAPF外环电压控制器;最后,通过Simulink软件仿真和实验验证了将文中混合PBC用于SAPF控制的可行性和优越性,相比于传统的比例—积分控制,所提出的控制方法有更快的响应速度和更好的补偿效果。     

并联型APF补偿电压源型非线性负载时谐波电流放大效应的研究

为拓展并联型有源电力滤波器（active power filter,APF）的应用,通过采用电路等效分析的方法,研究并联型APF对电压源型非线性负载的补偿特性,重点分析负载谐波电流放大效应,定性与定量地解释产生此效应的原因。在此基础上,从电路拓扑以及APF控制两方面提出抑制谐波放大效应的措施,使得并联型APF对电压源型非线性负载取得良好的补偿效果。仿真与实验结果验证了理论分析的正确性。     

SAPF构成及工作原理

<正>随着以功率开关电源为典型代表的非线性负载大量使用,电力系统的谐波污染日趋严重,使其他用电设备的工作性能下降,甚至无法运行,因此,谐波抑制新技术成为当今的研究热点。并联型有源电力滤波器(SAPF)能动态补偿谐波电流,与无源滤波技术相比,逐渐成为治理谐波污染的理想选择。SAPF属于电压型逆变器,系统投入补偿前必须建立直流电压,建压过程要平     

并联电容器的谐波电流分析

一、概述并联电容器(以下简称电容器)作为无功补偿设备接入电力系统以后,不仅承受电网工频电压,产生工频电流,而且在电网非正弦用电设备谐波源的作用下产生高次谐波电流,电容器是在工频电压源和高次谐波电流源这两种不同性质的电源下工作,电容器虽然是谐波源的一个负载,其谐波电流只是谐波源的谐波电流的一部分,由于它是容性电流,在和电力系统感性电抗相并联时,很多情况下,其谐波电流在数值上大于谐波源的谐波电流,这种现象被称为电容器谐波电流放大。由于电容器的作用,由用户谐波源进入电力系统的谐波电流将发生变化,有时其数值大于谐波源的谐波电流,这种现象被称为系统谐波电流放大。如果流入电容器和电力系统的谐波电流在数值上均大于谐波源的谐波电流,则为谐波电流严重放     

基于电容谐波电流抑制的动态电压恢复器控制方法

针对传统双环反馈控制方法在补偿非线性负载电压跌落时存在补偿精度不高和含有谐波的不足之处,在详细分析了非线性负载对动态电压恢复器补偿特性影响的基础上,提出了一种基于电容谐波电流抑制的新型控制方法。在检测出谐波电流后,通过控制动态电压恢复器产生反向谐波电流来抑制电容电流中的谐波成分,进而消除非线性负载对动态电压恢复器的不利影响。仿真和实验结果验证了所提方法能有效解决非线性负载的电压跌落问题。     

三相不平衡系统谐波传输特性及其抑制

以Yd11牵引变压器为例分析了不平衡电力系统多谐波源的传输特性,测试4种不同负载接入方式以揭示多谐波源之间的相互作用。采用4种不同的单相无源滤波器接入方案来补偿不平衡的谐波成分,得出当无源滤波器与非线性负载位于相同变电所同一相时具有最好的滤波效果,滤波后系统电流总谐波畸变率平均为4．2％,当滤波器与非线性负载位于不同变电所,在相同相时具有较好的滤波效果,补偿后系统电流总谐波畸变率平均为5．3％,但在不同相时会不同程度地放大谐波。     

电压型谐波源与串联型有源电力滤波器

分析了直流侧电感和电容滤波的整流器的谐波特性 ,进而把它们分为电流和电压型谐波源。说明了串联型有源电力滤波器适合补偿电压型谐波源的原因。提出了一种新的检测负载电压控制方法 ,它通过直接检测负载电压来为串联型有源电力滤波器提供参考电压 ,从而改善了其谐波补偿特性。为说明串联型有源电力滤波器补偿电压型谐波源的有效性和比较不同的控制方法 ,进行了实验研究。     

基于SAPF的电网多节点电压谐波优化补偿方法

随着局域配电网中非线性负载的分布式接入,以谐波就地补偿为目标的并联型有源电力滤波器（shunt active power filter, SAPF）传统配置方式需要接入大量治理设备,存在治理效率低、成本高问题。因此,出现了面向局域配电网谐波全局综合抑制的SAPF优化配置问题。首先利用诺顿等效法建立局域配电网谐波电压优化补偿目标函数;其次,结合非线性规划原理和几何辅助分析法对优化问题进行求解,确定SAPF在系统中的安装位置和最优配置容量,提出一种基于SAPF的电网谐波电压优化综合抑制算法;最后,通过搭建IEEE-18节点仿真模型,对所提出的算法进行验证。在网络非线性负载的不同分布情况下,配置结果都具有良好的治理效果,可通过更少数量、容量的SAPF实现配电网整体谐波畸变的高效抑制。     

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。     

并联型有源滤波器的直接电流控制方法

分析一种基于直接电流控制策略的并联型有源电力滤波器（SAPF）的补偿原则和系统的动态响应性能,通过比例积分控制策略来维持直流侧电容电压,推导出负载电流中由非线性负荷产生的需要补偿的谐波电流,以保证系统电流质量,并通过PSCAD／EMTDC平台进行仿真分析。