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。     

基于基波磁通补偿的串联混合型APF滤波特性分析

在基于基波磁通补偿的串联混合型有源电力滤波器（APF）中，由脉宽调制逆变器实现了一个受控基波电流源。串联变压器一次侧的系统电源与系统阻抗、无源滤波器和非线性负载共同作用，使串联变压器二次侧端口呈现一个谐波干扰电压，导致逆变器输出电流中含有一定谐波，影响了滤波器的滤波效果。文中以脉宽调制逆变器为核心，建立了滤波器的数学模型，并对其滤波特性进行了分析。提出了改善其滤波效果的3项有效措施，即适当增大逆变器输出滤波电感、合理选择串联变压器原副方变比、采用电压前馈控制技术。设计了一套基于数字控制的10 kVA APF样机，实验结果证明了原理分析的正确性。     

一种串联混合有源电力滤波器的新型控制方法

采用传统检测电网谐波电流的控制方式时，串联混合有源电力滤波器的谐波补偿性能与系统稳定性之间存在矛盾。文中在传统控制方式基础上增加了一个比例微分环节，能同时提高系统稳定性和谐波补偿性能，并更好地阻尼电网阻抗和并联无源滤波器之间可能产生的谐振。仿真和实验结果证明了所提出的方法的正确性。     

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。     

农村地方电网谐波分析与治理

大量非线性负荷的投运,使农村电网的谐波污染日趋严重,通过对农村地方电网主要谐波源的分析,最终提出了以限制接入农村电网的谐波源的电压总谐波畸变率和各次谐波电压含有率为目标的增加换流装置脉动数,以及在谐波源附近装设小额定值的电力有源滤波器配以无源滤波器的混合型电力滤波方式,以进行谐波治理。经研究分析,结果证明混合型电力滤波方式能使滤波装置性价比达到最优。     

近似逆系统方法应用于HVDC的有源直流滤波器

谐波治理是高压直流(HVDC)输电的关键技术之一。文中分析了应用在HVDC直流侧的有源直流滤波器的工作原理，从跟踪控制的角度出发，选取谐波源电流作为检测对象，把补偿电流作为反馈信号，构建了基于近似逆系统控制的复合控制；在控制器实现中，提出了以滤波器组构建近似逆系统的方法。PSCAD仿真和样机实验结果验证，因避开了弱信号提取问题，加之近似逆系统控制的快速稳定性，有源直流滤波器系统稳定、滤波效果优良，为下一步工业实施奠定了基础。     

基于逆变器两侧能量平衡的HAPF电流控制策略

针对注入式混合有源电力滤波器（HAPF）实际应用过程中出现的电网基波和谐波电压致使有源部分分压过高并向其传送能量，从而与逆变器产生的电网谐波补偿能量相抑制形成能量脉动，并导致直流侧电压的波动乃至抬升的现象，建立了有源部分逆变器两侧的能量平衡数学模型，在此基础上提出了基于比例增益在线自调整结合递推积分的改进型PI控制器，控制有源部分吸收或释放一定的有功功率，结合检测注入支路回灌谐波电流控制逆变器产生与之相反的抑制电流来抑制能量脉动，然后联合电网谐波电流跟踪控制以获得系统参考信号。实验结果证明该方法能够有效抑制有源部分逆变器两侧的能量脉动，控制直流侧电压的稳定，从而提高了系统的滤波性能。     

基于基波磁通补偿的三相有源电力滤波器

电力系统中的谐波源大多为三相结构。根据基波磁通补偿的滤波新原理研制了一套三相有源电力滤波装置，该装置采用3个独立的串联变压器和3套独立的逆变器，以便应用于实际中可能出现不对称的三相负载。通过MATLAB仿真确定了串联变压器和无源滤波器参数，根据自动控制原理和滞环电流控制的特点推导了控制器参数的选择原则，研究了有源电力滤波器投入和切除时的过渡过程。现场运行结果证明了该装置极好的滤波特性及平稳的过渡过程。     

串联混合有源电力滤波器的新型控制方法

带基波电流旁路通道的串联混合有源电力滤波器为电网电流中的基波成分提供了一个无源通道，因而可以大大降低有源部分的容量。然而，原有的基于pq理论的控制方法在负载或电网不平衡时，基波旁路通道和逆变器之间会发生基波谐振，使得逆变器仍然会流过大量的基波电流。逐相dq变换法可以完整地将基波或谐波检测出来。文中提出了基于逐相dq变换的控制方法，使得不论电网电压和负载电流是否平衡，基波旁路通道和逆变器之间均不会发生基波谐振现象，逆变器只需承担电网谐波电流和提供谐波电压，提高了系统的性价比。5 kW的模型试验证明了新方法的可行性。     

有限阻抗型混合有源电力滤波器的新检测方案

有限阻抗型混合有源电力滤波器中应用电压谐波前馈控制，能加强对网 侧电压的谐波抑制。然而，当电压与电流信号共用一个d-q滤波器时，较高幅度的电压信号会降低电流通道的谐波提取质量。文中采用LC滤波器在d-q滤波器前对电压信号进行预处理，能够有效衰减其基波成 分，而对谐波则没有明显改变。分析与实验结果表明，该方法能在保证电流谐波提取质量和 基本不增加控制系统复杂性的条件下，满足网侧电压谐波的提取要求。     

串联混合有源滤波器设计中的几个关键问题

提出了在负载变化范围很大和有严重电网电压畸变的情形下，串联混合有源滤波器（SHAPF）设计和实现中的几个重要影响因素，并具体给出了特殊设计的无源滤波器、自适应的参数控制和多变量的复合控制方案等的解决方案。这种SHAPF工作稳定，谐波抑制性能好，引起的附加无功电流小。仿真与实验结果证明了分析的正确性与设计方案的有效性。     

三相四线制下串联混合型滤波器的研究

提出一种应用于三相四线制的串联混合型滤波器结构及相应的基波电流控制策略，无需对谐波进行检测，且可使有源滤波器对各次谐波电流呈较大的阻抗，而对流过的基波电流无影响。同时设计了负反馈控制电路，解决了系统的稳定性问题。阐述了串联混合型滤波器的滤波原理与控制方法。应用MATLAB软件对三相四线制电力系统进行了仿真研究，结果表明所提出的控制策略是正确的。整套装置具有结构简单、检测方便、滤波效果好、系统稳定的优点。     

一种新型混合有源滤波器及其复合控制策略设计

混合有源滤波器是一种有效的谐波抑制方式。电力系统中谐波源负载种类繁多，特性各异，针对目前应用最为广泛的三相整流桥负载，在以往混合滤波器研究的基础上，提出了一种新型单调谐混合滤波器，对其无源滤波部分依据有源部分容量最小的原则进行了设计，并对其工作原理进行了详细的分析研究。针对所设计的混合滤波器的特有结构，设计了其复合控制策略。该复合控制策略在不影响系统稳定性的基础上，提高了系统的滤波性能，保证了有源滤波器小容量下良好的运行性能。对所设计的复合控制器在频域和时域内进行了稳定性分析。仿真和实验结果验证了所提出的拓扑结构和复合控制策略的有效性。     

一种简单实用的基波检测方法

基波信号检测是有源滤波器的关键技术之一。提出一种采用并联谐振检测电网中基波信号的方法，该检测电路由一个LC电路构成的选频网络构成。理论分析表明：该选频网络对基波电流的阻抗远大于谐波阻抗，当被检测电流信号流经时,输出电压基本不含谐波。以一组电路参数为例研究了该选频网络的幅值响应、相位响应和动态响应，并分析了这种检测方式的优缺点。实验证明该检测方法具有优良的滤波效果和较快的动态响应。     

单相并联型有源滤波器的鲁棒电流控制方法

有源滤波器与无源滤波器相比有很多优点，是消除或限制电力系统谐波污染的一种有效措施。电流环的控制是有源滤波器控制的关键部分。传统的并联型有源滤波器需要对多个电流进行采样，文中提出一种仅采样电源电流的新方法。考虑到对瞬时电流控制时容易引入噪声，影响系统的稳定性，文中在无差拍控制的基础上，提出了采用可复位积分器作为输入滤波器的平均电流控制方法，该方法对参数的变化和采样噪声及周期噪声都有很强的鲁棒性。仿真和实验证实了该方法的有效性。     

配电网串并联复合有源电力滤波器的仿真研究

分析了并联型和串联型电能质量补偿器分别补偿负荷电流和电源电压的缺陷及原因，介绍了串并联复合有源电力滤波器(SPAPF)同时补偿电网畸变电压和抑制负载谐波电流的运行机理，提出了适合于SPAPF的电源畸变电压参考量比较检测法、负荷谐波电流dq0检测法以及一种改进的稳定直流电容电压的PI控制策略。仿真结果验证了分析的正确性与设计方案的有效性。     

混合型有源电力补偿技术与实验研究

分析了混合型有源电力补偿技术的原理，提出了混合型有源补偿与常规并联有源滤波器在直流侧电容电压、装置容量等方面进行比较的分析方法。分析表明，混合型有源补偿具有直流侧电容电压低、在补偿同等容量负荷条件下其逆变器容量远小于常规有源滤波逆变器容量的突出优点。对两者所进行的计算机仿真结果与理论计算值相吻合。最后，文中给出了50 kVA样机的实验结果，验证了混合型有源电力补偿技术具有良好的补偿特性。     

两电平VSC-HVDC系统直流侧接地方式选择

基于开关函数法对两电平电压源换流器型高压直流（VSC-HVDC）系统进行了建模,分析了正弦脉宽调制（SPWM）时VSC的谐波特性,指出零序的载波频率次谐波电压、电流是VSC交流侧的主要谐波分量,推导了该零序谐波电流经开关函数中的基波分量作用后将在直流侧形成载波频率次不平衡谐波电流。发现了直流侧不平衡谐波电流流通路径与直流侧的接地方式密切相关,只有VSC-HVDC系统两端直流侧都接地,直流侧不平衡谐波电流才能通过本端直流侧接地点和交流侧高通滤波器接地点流通而被限制在本地,否则该高频谐波电流将在输电线路上流通,从而引发一系列危害。在PSCAD/EMTDC下搭建VSC-HVDC系统进行了仿真分析,验证了以上结果,提出了两电平VSC-HVDC系统需要采用两端直流侧都接地的拓扑结构。     

一种大容量的串联型有源电力滤波器

为了能制造出大容量的串联型有源电力滤波器，提出了在串联变压器二次侧设计有多个绕组，每个绕组配置一个逆变器单元。该单元向相应的二次侧注入幅值相同、相位相反的基波电流，在补偿系数等于1或略大于1时，在串联变压器一次侧对基波呈近似为0的阻抗，而对谐波呈现高阻抗，从而迫使谐波流入无源支路。实验结果证明了原理分析的正确性。     

基于不对称级联逆变器的串联混合有源电力滤波器

提出了一种基于不对称级联多电平逆变器（ACMI）的串联混合有源电力滤波器（SHAPF）及其控制策略。其中，ACMI的各单元逆变器的输出额定电压呈3的幂次方增长，N个单元逆变器的级联可以输出3^N电平的阶梯波电压。该SHAPF的串联有源部分被控制为一个幅值由负荷电压基波有效值偏差确定、相位与线路终端电压基波正序分量相同的基波正弦电流源，用同一个装置和同一套控制策略可以实现电源电压扰动(包括谐波、电压降落和不对称等)隔离、负荷谐波电流补偿、负荷节点电压基波幅值调整、线路终端功率因数调整和故障电流限制等功能。与传统SHAPF相比，该SHAPF具有功能多、控制简单、补偿效果好以及其串联有源部分开关损耗小和易于实现大容量化等优点。数学推导和仿真分析验证了该SHAPF及其控制策略的正确性和有效性。