预测电流控制在三电平三相四桥臂有源电力滤波器中的应用

分析三电平三相四桥臂有源电力滤波器(APF)的主电路拓扑结构。在建立数学模型的基础上,提出了应用预测电流控制策略对其进行控制,利用当前采样时刻的状态信息,预测下一个采样周期补偿电流,并计算确定三电平四桥臂APF各开关器件的开通/关断脉冲产生所需的补偿电流,达到跟踪指令电流的目的。仿真结果表明,采用该控制策略可有效补偿系统的三相谐波电流和中线电流,并能很好控制直流侧两电容电压的平衡,在三相四线制系统中具有良好的应用前景。     

基于瞬时无功功率理论的四相输电谐波电流检测方法

该文提出了基于瞬时无功功率理论的四相输电谐波电流检测方法。该方法首先将a、b、c、d四相电路分解成ab和cd两组，然后运用ip、q对每一组的谐波电流分别进行计算，求出每相谐波电流。通过对电容器直流侧电压和有源滤波器输出电压进行控制，达到有效减少基波有功电流和基波无功电流的检测误差，从而实现了有效减少谐波电流检测误差的目标。该方法与三相电路谐波电流检测方法相比省去了三相变两相和两相还原成三相环节，与单相电路谐波电流检测方法相比省去了构筑三相电路环节。该方法将瞬时无功功率理论对谐波检测的范围曲三相、单相电路扩展到了四相电路，具有原理简单，检测精度高和稳定性好等特点。计算机仿真和实验结果均表明了该文提出的方法是切实可行的。     

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.     

三相电压型脉宽调制整流器定频模型预测控制

针对三相电压型脉宽调制(PWM)整流器有限控制集模型预测控制采样频率高、开关频率不固定的缺点,提出了一种定频模型预测控制方法。通过求解价值函数得到PWM整流器交流侧下一采样时刻所要输出的电压值,利用空间矢量脉宽调制技术输出计算得到的电压值,实现定频模型预测控制。仿真与试验结果表明:所提出的控制算法开关频率恒定,稳态电流谐波含量低,实现了整流器高功率因数运行。     

一种基于人工神经网络的谐波测量新方法

提出了一种基于人工神经网络(ANN)的电力系统谐波测量新方法.该方法应用一个多层前馈神经网络(MLFNN),对当前采样时刻和上一采样时刻的三相电流采样值进行分析计算,得出三相电流的谐波分量.阐述了该神经网络的构造和用于网络训练的学习算法.将该网络应用于整流电路的谐波测量,进行了仿真研究.仿真结果表明该方法能够实时而准确地检测出谐波分量.通过与基于瞬时无功功率理论的谐波测量方法比较,进一步证实了该方法具有延时小而精度高的优点.     

开关点预置的四桥臂三相逆变器

提出以四桥臂三相逆变器作为变速恒频电源变换器的主电路拓扑,省去了三相三桥臂逆变器中所需的中点形成变压器,减小了变换器的体积和重量。在三相三桥臂采用的开关点预置最优正弦脉宽调制(sine pulse width modulation,SPWM)控制方案的基础上,提出了适用于四桥臂三相逆变的开关点预置最优SPWM控制方案：ABC三桥臂的开关角预置仅消除不含零序谐波的低次奇次谐波,通过对N桥臂的预置来抵消前三桥臂所含的低次零序谐波。并在主电路中引入中线电感,减小了第四桥臂的开关电流。仿真和实验结果表明：该变换器不仅具有开关频率低,输出总谐波含量小以及直流电压利用率高的优点,且在不平衡负载时有较好的输出电压对称性。     

中频三相四桥臂逆变器控制策略不平衡 负载状态相量模型分析

三相四桥臂逆变器具备不平衡负载工作能力与三相解耦控制功能,但是在中频场合基于模拟控制的四桥臂控制策略较为复杂。该文基于第四桥臂开环、闭环控制方法,结合三次谐波注入控制策略,采用建立主电路电压、电流以及控制环路信号相量模型的方式,通过分析和对比不同控制策略在不平衡负载下的工作特性,得到第四桥臂控制方法与电路参数的关系,总结控制策略设计依据。证明基于三相电流环输出控制信号合成的三次谐波能够在不平衡负载状态实现对第四桥臂大部分零序分量的补偿。在此基础上,提出一种结合三次谐波注入与中线电流闭环的控制方法,该方法在保证直流电压利用率的同时,进一步提高了不平衡负载下三相输出波形质量。该文还通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。     

一种低耐压中性线谐波治理电路原理及实现

介绍了一种新型低耐压中性线谐波治理装置的主电路结构，并对其工作原理进行了分析。该结构基于零序谐波电压互感器思路。采用单相桥式逆变电路，其输出通过变比为1：1的隔离变压器与系统相连，不会增加逆变器承受的电流。隔离变压器原边采用Y0接法，副边采用开口三角形接法，逆变器无需承受系统基波电压，只承受零序谐波电压和不平衡电压，降低了主电路承受的电压；采用的器件少且电压等级低，节约了成本；直流侧电容由三相二极管整流器充电。并且由于补偿零序谐波，直流侧与交流侧交换的有功功率很小，因此无需对直流侧电压进行控制。研制了一套试验装置，通过实验结果分析可以看出，该电路具有耐压低、结构和控制简单、运行可靠等优点。     

采用FBD电流检测法的三相四线APF

为使有源电力滤波器(APF)更加有效地应用于三相四线制系统中,对FBD法基本原理进行了详细的介绍,阐述了基于FBD法的三相四线制并联型APF电流检测算法,通过建立相应的单位参考电压矢量,分别对三相四线制系统中的无功电流、谐波电流、零序电流进行检测。对三相四线制APF的主电路拓扑结构及系统原理进行了研究。分析了直流侧电压取值的原则和直流电容容量的选择依据,给出了功率器件的电压等级和容量确定方法,分析了输出电抗器的参数选择依据,给出了控制系统的基本构成。针对谐波问题严重的工业现场,对装置进行了工程现场应用,工程应用结果证明了该系统的可行性和有效性。     

灰色预测控制在三电平4桥臂APF中的应用

三相4线制系统的中线电流、谐波、无功功率问题日益严重,有源电力滤波器以其优良的性能成为电力系统谐波抑制和无功补偿的重要手段。针对APF控制方法复杂的问题,在建立其数学模型的基础上提出一种应用于三电平三相4桥臂APF的灰色预测控制策略。该方法在k时刻对负载电流和补偿电流进行采样,经过GM(1,1)模型得出k+l时刻的预测谐波电流,使输出补偿电流尽量接近指令电流,达到补偿谐波的目的。仿真结果表明:此方法可以有效地补偿系统的谐波电流和中线电流,自适应能力强,控制精度高,鲁棒性强,在三相4线制系统中具有良好的应用前景。     

基于Blackman-Nuttall窗改进FFT校正的新型三相动态谐波电能表设计

针对电网动态谐波检测与电能计量的急切需求,建立了改善动态谐波FFT频谱泄漏和旁瓣效应的基于Blackman-Nuttall窗三谱线改进FFT校正的谐波电能计量方法,提出了ADS1178+TMS320C6745+K60架构的新型三相动态谐波电能表的设计和研究方案,详细介绍了多通道、高采样率、同步采样ADC的数据采集和调理电路单元,以及以高性能浮点DSP芯片TMS320C6745为核心的电网信号数据处理电路单元,提出了基于牛顿插值的动态谐波电能计量的误差校正方法。实验与测试表明,新型三相谐波电能表的基波有功功率相对误差≤0. 1%,基波无功功率相对误差≤1%,2次～21次谐波电压幅值相对误差≤0. 6%、谐波电流幅值相对误差≤0. 7%、谐波相位误差≤0. 5°,符合国家标准GB/T 14549-93中的A类谐波测量仪器相关精度要求。     

电网电压不平衡下燃料电池并网逆变器功率控制

基于参考指令变更的三相并网逆变器功率控制方法,通过调节影响功率波动的参考指令内的谐波分量可以实现逆变器电流质量和功率波动间协调控制,但不能实现三相电压不平衡下负序交流分量的无静差调整。针对此问题,提出了三相电压不平衡下燃料电池三相并网逆变器功率控制方法,构建了燃料电池三相并网逆变器电路拓扑结构。在此基础上采用无锁相环直接功率控制方法,采用全通滤波器对并网逆变器电路中的电压和电流基波分量进行90°相移,消除2倍频的负序交流分量,实现并网逆变器有功功率和无功功率的有效控制。仿真结果证明,所提方法控制的并网逆变器进网电流谐波含量为0.33%,输出电流正弦度较高,电网电压不平衡状态下仍能坚持对电流进行控制。该方法功率控制效果好,具有较强的安全性。     

基于DSP的高功率因数PWM整流器设计

介绍了以DSP为控制核心的三相PWM整流器硬件工程实现。研究并设计了整流器的主电路参数、检测和采样电路、控制电路、驱动电路和监控保护电路等环节。叙述了PWM整流器的硬件过程和实现方法。最后,基于DSP控制芯片搭建了整流器的试验样机,并给出了试验波形图。试验结果表明,整流器输出电压稳定,网侧输入电流正弦化,且功率因数接近于1,可显著抑制谐波对电网的干扰,改善电网运行的品质。     

一种三相降压型谐波注入整流器控制策略研究

针对传统升压型功率因数校正(PFC)电路对后级开关管电压应力较大的问题,研究了一种降压型谐波注入三相整流器,对此拓扑结构提出了一种改进型双闭环与电压前馈相结合的控制方式.首先,分析了降压型谐波注入整流器的工作原理;其次,描述了改进型控制方式的优点;之后,设计了控制器并进行仿真实验;最后,搭建了2.4 kW的实验电路.综...     

基于双Boost交联拓扑的三相功率因数校正器

研究了基于双Boost交联拓扑的三相功率因数校正器,其主支路三相不控整流器通过外加并联功率因数校正电路来改善网侧电流波形,提高功率因数。首先对主支路的拓扑结构以及工作方式进行分析,总结该拓扑的特点,并针对其特点提出相应的控制策略以及参数设计方案。理论分析和仿真、实验结果表明:这种新型三相功率因数校正器适用于恒功率负载场合,只需通过控制从整流器的选相开关以及双Boost交联变换器即可获得稳定的6脉波直流输出电压、理想的功率因数以及总谐波畸变率,而仅有约1/5的功率经过双Boost交联变换器。     

基于滞环控制的高功率因数VIENNA整流电路的研究

针对三相VIENNA整流器谐波畸变率高、功率因数低等问题,本研究以三相VIENNA整流器为研究对象,研究了拓扑结构、基本工作模态、功率因数、控制方法、仿真等。采用电压外环电流内环的滞环控制策略,并通过MATLAB/Simulink仿真软件进行开环以及闭环的模拟仿真,通过仿真的对比和试验,结果表明:使用滞环控制策略的三相VIENNA整流器可以满足直流侧稳压输出和功率因数校正等要求,同时也降低了交流侧输入电流的谐波含量。     

矩阵整流器功率特性研究

首先利用电路dq转换技术,基于电流空间相量算法推导了一种三相AC-DC MC,即矩阵整流器系统的完整dq变换模型,在此基础上进行了较为系统和全面的性能分析,包括功率特性分析,如电压利用率、输出电压极性、输入功率因数、有功功率、无功功率以及视在功率等性能指标,并绘制成图加以比较分析,便于对该变换器性能的认识.分析认为,该变换器是一种柔性的四象限三相AC-DC变换器,其特征为:①输出直流电压在负的最大值到正的最大值之间连续可调,最大值为输入相电压幅值的1.5倍,并依赖于输入电流位移和负载电阻;②功率开关电路部分等效成一个理想的变压器,能够调压和调流,同时能够进行前后级阻抗变换;③输入端有功功率、无功功率和输入功率因数都与输入电流调制度、输入滤波器参数、输入电流位移和负载电阻大小有关;④无功功率的调节能力依赖于有功功率的调节.还分析了单位输入功率因数的运行条件,划分了矩阵整流器四象限工作制及功率特性.     

电弧炉电气系统谐波分析的频域方法研究

文中对电弧炉电气系统谐波分析的频域方法进行了研究。首先对电弧电压波形进行了傅立叶分析，接着讨论了电弧炉系统谐波分析的思路。从替代定理和叠加原理出发，将三相对称及不对称电弧炉系统简化为单相系统进行求解。经过电路分析，导出了电弧炉系统主电路谐波、注入电网谐波、流过电容器谐波的解析计算公式。分析表明：电弧炉系统的主电路谐波的大小与系统的谐波阻抗、电弧电压波形和电弧炉的平均功率因数有关，电弧炉注入电网的谐波主要为低次谐波。当电弧炉电气系统在串联谐振点和并联谐振点附近时，均会出较大谐波电流，而串联谐振对系统的影响更大一些。     

基于DSP的三相整流器在电池储能中的应用

为了实现电能在储能电池与电网之间的双向流动,设计了一种基于DSP的全数字化空间矢量脉宽调制(SVPWM)三相整流器闭环系统.该整流器在控制策略上采用数字型双闭环PI算法,并选用DSP芯片和相应的高速数据采集电路、驱动和保护电路等实现闭环控制.给出了整流器硬件的拓扑、控制系统结构及软件程序流程,然后在基于TMS320F2...