基于MATLAB和DSP的滤波器硬件在环实时仿真

本文介绍了一种设计滤波器的新方法.该方法基于硬件在环实时仿真系统,通过MATLAB对DSP的滤波输出信号进行跟踪分析,实现了滤波器的快速设计.该滤波器准确度高,具有较强的实用性与灵活性.     

APF输出滤波器的改进与优化设计

通过理论和仿真研究分析了LC型输出滤波器滤除高次谐波存在的不足,提出在LC型输出滤波器中串联一个小电阻的改进方法,改进后的输出滤波器能使混合型有源电力滤波(Hybrid Active Power Filter,简称HAPF)具有更好的性能.在此基础上,综合考虑滤波器的输出能力、滤波效果和动态性能,提出运用改进遗传算法设计输出滤波器,并对设计的实例进行实验.实验结果表明,采用改进遗传算法设计的输出滤波器使HAPF具有更好的整体性能.     

并联有源电力滤波器交流侧输出滤波器设计

针对输出滤波器存在的放大网侧电流畸变率、阻尼电阻发热严重的问题,提出一种工程化有源电力滤波器交流侧输出滤波器参数设计方法.采用二阶高通滤波器作为有源电力滤波器输出滤波器拓扑,在综合考虑输出滤波器的开关纹波滤波效果与电流畸变率、电容无功容量、电阻功耗之间关系的基础上,结合理论分析、仿真、实验研究,设计总结了并联有源电力滤波器输出滤波器的参数选择方法.采用该方法为50kVA并联有源电力滤波器设计了一套输出滤波器.实验结果表明:加装输出滤波器后,电流纹波抑制到滤波前的1/4以下,网侧电流畸变率增大约1个点,滤波电阻上90%以上的工频电流被旁路,电阻发热得到有效控制,实验结果验证了该输出滤波器设计方法的有效性.     

有源滤波器中输出滤波器的参数设计及优化

现有的输出滤波器(Output Filter,OF)参数设计大多以工程经验选取为主,没有考虑输出滤波对有源滤波系统的补偿能力和补偿性能的影响。本文综合考虑了输出滤波器的输出补偿谐波能力和滤除开关谐波能力等性能要求,在并联型有源滤波器的框架内,提出了一套输出滤波器参数设计和优化的方法。仿真和实验结果表明,该方法可以提高逆变器的工作效率达50%左右,证明了该方法的有效性。     

并联有源滤波器LCL滤波器特性分析及设计方法

基于频域分析的方法,本文研究了并联有源滤波器中LCL滤波系统的特性,着重讨论了不同负载条件对滤波系统的影响。其中感性负载与空载情况类似,容性负载会引入新的谐振峰,阻性负载会增加系统的阻尼比,而在谐波源负载时对滤波系统的模型进行了改进,滤波器输出电流的幅值和相位都将发生改变。基于以上分析,本文提出一种系统的LCL滤波器设计方法,包含总连接电抗值、阻尼比、开关噪声衰减度、谐振频率四组约束条件。根据滤波器的设计目标,合理确定系统的阻尼比,再通过反推校正的方法优化滤波器的性能。仿真和实验证明了本文所提出的LCL滤波系统分析及设计方法的正确性及适用性。     

并联混合型电力滤波器的仿真研究

并联混合型电力滤波器能够很好地改善无源滤波器的滤波性能,实现在大功率场合下的谐波抑制和无功补偿.通过建立混合系统的单相等效电路图,分析了并联混合型电力滤波器的补偿原理和补偿特性;通过研究主电路拓扑结构,给出了主电路各个组成部分的设计方法,其中包括无源滤波器设计、耦合变压器设计、输出滤波器设计及有源滤波器控制策略设计.文章利用Matlab/Simulink构建了仿真模型,给出了仿真模型中各部分的参数,得到了仿真结果.仿真结果表明这种混合型电力滤波器可有效地改善无源滤波器的滤波性能,证明了设计方法的有效性.     

三相四桥臂逆变器输出滤波器的优化设计

三相四桥臂逆变器因其具有良好的带不平衡负载能力而受到各国学者的广泛研究.设计合理的相电感、输出滤波电容及中线电感能使三相四桥臂逆变器输出较好的波形.针对现有三相四桥臂逆变器输出滤波器体积大、滤波效果差等问题,基于谐波注入的控制方法,提出了输出滤波器优化设计的方法.采用理论分析并结合Saber软件仿真的方法对相电感、输出滤波电容和中线电感分别进行了设计.实验研制了一台原理样机验证了该设计方法的可行性.     

基于Saber的三相静止变流器谐波抑制分析及仿真

目前无人驾驶航空飞机三相静止变流器中存在的高谐波成份对惯导系统的精度产生影响,针对这一问题,本文引入SPWM控制策略,分析了三相静止变流器输出电压的谐波成分及影响因素,设计出一种LC并联与LC低通滤波器级联的新型逆变输出滤波器,它克服了传统的通过加大LC滤波电路的电感量和电容量降低输出滤波器的截止频率来达到滤波效果的缺陷,具有体积小、重量轻等优点.通过Saber软件进行了仿真实验,结果表明,该方法是有效、可行的,具有工程实用价值.     

新型混合有源滤波器建模与输出频率特性分析

为提高有源滤波器的滤波性能,减少日趋严重的谐波问题,提出了一种滤波系统结构.详细分析了工作原理,用数学建模的方法,建立了该滤波系统的控制模型方程,分析了采用PWM控制下逆变器输出到电网过程中谐波电流相位的变化.该混合有源滤波器具有较大容量的无功补偿能力和较小的逆变器容量.实验和仿真结果证明了该混合有源滤波器的正确性和可行性,对滤波器的设计和使用具有重要的实用价值和理论指导意义.     

STATCOM输出滤波器结构设计及参数优化

分析了静止同步补偿器(STATCOM)LC输出滤波器的滤波特性,指出在滤波电容上串联一个小电阻能有效抑制STATCOM装置与电网发生的谐振;从无功补偿能力和瞬态电流跟踪能力两方面讨论了输出滤波器对STATCOM装置的影响,并以此为基础提出运用改进遗传算法进行输出滤波器参数的优化设计,将各优化目标对装置的影响程度考虑到适应度函数中.仿真结果表明,与根据经验设计的参数相比,采用本文所提出的设计方法,能更好地满足系统无功补偿的要求.     

内模PID在风力发电系统变桨距控制器中的应用

针对风力发电系统数学模型复杂、时变性强、参数间存在耦合及受外部干扰严重等特点,基于内模理论方法,分析提出了一种适用于风机变桨距控制,且仅需要对滤波时间常数整定即可设计系统控制器的简捷内模PID方法,使系统在设计上可以不依赖于被控对象的准确模型,并使控制方法的实现得到了简化.基于该理论设计了变桨距控制器,并通过Matlab对系统进行了仿真,结果表明:控制方案可行,且使风力发电机输出功率维持最佳,系统鲁棒性好,抗干扰性强,对工业过程的复杂控制系统设计提供了一种参考.     

LCL-APF恒频直接功率控制的研究

针对LCL输出滤波器三阶系统稳定控制比较复杂,提出了一种新型有源电力滤波器(APF)的控制方法,采用基于PI控制和支持向量机(SVM)技术的恒频直接功率控制(SF-DPC)方法。相对于常规的直接功率控制,该方法可保持开关频率固定,有利于LCL滤波器的设计。同时,为增强控制系统的稳定性,加入了一个有源功率阻尼环节。仿真结果证明,采用该控制策略的APF具有良好的谐波抑制能力和动态性能。     

平抑风电场功率波动的储能容量选取方法

风能的间歇性和波动性给风电大规模并网带来了不利影响,在风电场出口处安装储能系统可以有效调节并网功率的变化率,提高风电场并网运行的稳定性。分析了基于低通滤波原理的储能系统平滑时间常数和平抑效果关系,给出了一种新的平滑时间常数选取方法和基于正态分布的储能系统功率和容量的计算方法,在满足我国风电并网标准的条件下,尽可能地减小储能系统规模,并利用实际风电场数据加以分析验证。     

基于MATLAB的FIR数字滤波器的方法设计

数字滤波器是一种具有选择并区分不同频率功能的电路,是在时域内过滤离散信号的数字系统。采用的是窗函数法。研究的重点目的是依据FIR滤波器的特性,分析了FIR滤波器的窗函数设计方法的介绍和选择使用,并利用MATLAB信号处理工具箱来实现验证FIRDF程序的设计。给出了详细的设计理论和具体步骤,并将设计的滤波器应用到一个混和正弦波信号,以验证滤波器的性能,实验证明该滤波器达到了预期的滤波功能。     

基于电池荷电状态和可变滤波时间常数的储能控制方法

针对可再生能源输出功率波动性大且随机性强的特点,在计及储能电池使用寿命等约束条件的基础上,提出了一种基于实测电池荷电状态的可变滤波时间常数储能控制方法。该方法通过实时调节储能系统的输出功率,对可再生能源输出功率中某一特定频段的波动成分进行补偿;同时根据电池的荷电状态值,对滤波时间常数进行调节,从而使电池的荷电状态值稳定在一定的范围内,避免了电池的过充/放电。在PSCAD中搭建的光储系统仿真模型,验证了所述方法的有效性。     

综合电力滤波系统中无源滤波器的优化设计

本文首先介绍了由小容量有源滤波器和无源滤波器串联构成的综合电力滤波系统，继而对系统中无源滤波器的设计规则进行了分析，并采用时域的方法对无源滤波器进行了优化设计研究，以有效的减小有源滤波器的设计容量。     

变频器输出RLC正弦波滤波器的工程设计

根据常见变频器调制方式下的谐波特性，并基于RLC滤波器的高低频等效电路，提出了一种变频器输出正弦波滤波器的工程设计方法。在该方法中，考虑了滤波器对变频器和电机的影响，以及开关时滞和过调制对滤波器设计的影响。该将方法应用于西门子变频器系统，给出了设计实例，仿真及试验结果表明了该设计方法的实用性。     

基于虚拟磁链的STATCOM定频直接功率控制

提出一种基于虚拟磁链的无电网电压传感器瞬时功率检测方法,用以对STATCOM进行直接功率控制（DPC）。针对传统开关表DPC因PWM变流器开关频率变化造成的滤波器设计困难等问题,采用电压空间矢量调制（SVPWM）方式实现定频控制。理论分析及仿真结果表明,基于虚拟磁链的STATCOM定频DPC系统具有结构简单、抗干扰能力强、动静态特性好等优点,实现了无功功率的快速检测和动态补偿。     

基于Lyapunov间接法分析的恒功率负载电源变换器宽稳定控制策略

在航空航天供电系统中,随着变换器负载和电动机负载的不断增加,恒功率负载在用电设备中所占的比重越来越大。这种负载因内部闭环控制而呈现恒功率特性,是导致系统不稳定的主要原因之一。而应用于航空航天的独立电源变换系统,由于受到体积和重量的限制,对变换器的设计提出了更高的要求。本文提出一种基于前级电感电流的高频分量直接注入占空比的补偿方法,不仅可以减小供电系统中母线滤波电容尺寸,还能使因恒功率负载造成的不稳定现象得到抑制,提高系统稳定工作范围。以现代飞机直流供电系统中常见的Boost变换器为例,建立系统的状态空间模型,并利用Lyapunov间接法分析系统的稳定性,最后给出仿真及实验结果,验证了所提控制策略的正确性和可行性。结果表明,采用这种占空比补偿技术可在相同功率输出条件下,减少约8倍的母线滤波电容。     

基于SOC调控的用于抑制光伏波动的电池储能优化控制方法

针对平抑可再生能源功率波动的应用需求,在低通滤波原理的基础上,根据电池储能的荷电状态(SOC)实时调整滤波时间常数,分析了电池储能的能量与光伏发电功率波动之间的关系,提出了优化配置电池储能的功率和能量的计算方法。这种方法可以通过电池储能在光伏发电系统中的合理配置规划,大大简化电池储能在实际运行中的控制策略,避免电池的过充过放,优化电池运行参数,从而延长使用寿命。在Matlab中搭建了控制仿真模型,结果验证了该方法的可行性。