低压智能化并联有源电力滤波器的设计

通过电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC验证了并联有源电力滤波器的谐波检测算法及滞环控制算法,论证了并联有源电力滤波器主电路中最重要的参数直流侧电容电压设计原则,并在TMS320LF2407中设计了有源滤波器的软件结构.实验表明,基于瞬时无功功率理论的检测算法能满足并联有源电力滤波器的谐波提取要求,直流侧电容电压需要达到一定值才能控制输出指令电流.     

并联型有源电力滤波器的电流跟踪控制实现方法

在传统的无差拍电流跟踪控制基础上,提出了一种改进的无差拍电流跟踪控制方法.该法首先采用线性预测方法,在当前时刻预测出有源电力滤波器在下一时刻的输出电流参考值,然后用有源电力滤波器的离散化电流跟踪控制数学模型计算出脉冲宽度调制信号的占空比.这样就弥补了传统的无差拍控制方法因算法复杂导致计算延时的不足.同时,在有源电力滤波器系统投入逆变运行前,采用直流侧电容预充电和使直流侧电压线性增加的方法,防止启动时产生直流侧冲击电流;采用直流侧电压比例-积分控制方法,使得系统在逆变过程中,直流侧电压大小只在一定范围内波动.而且,此控制策略在基于数字信号处理器TMS320LF2407A的硬件平台上得以实现,并对有源电力滤波器在投入运行前后的系统网侧电流波形进行了实验分析.实验结果表明,所提的电流跟踪控制和直流侧电压控制方法可以使有源电力滤波器有效滤除电网中的谐波电流.     

APF直流侧电压波动原因及稳定控制研究

为研究直流侧电压波动对有源电力滤波器(APF)性能的影响,应用瞬时功率平衡理论分析和建立了直流侧电压波动与电容值以及谐波有功功率数学模型,从理论上讨论了影响直流侧电压波动的主要因素。为了实现对直流侧电压的控制,根据有功能量平衡原理和直流侧电压输入输出物理量控制关系,推导直流侧电压控制传递函数,设计了直流侧电压控制的PI控制器。在Matlab/Simulink环境下对直流侧电压PI控制进行仿真表明,该控制方法能使有源滤波器具有较好谐波补偿效果。     

新型三相四线制APF直流电压控制策略

针对三相四线制有源滤波器(APF)直流母线电压控制的特点,为了克服并网运行时产生的直流母线电压波动和直流侧上、下电容之间电压不平衡等问题,根据系统主电路数学模型建立稳压环和均压环,提出基于二阶低通滤波器的新型电压控制策略,给出设计方法.理论分析证明：与传统的PI控制器相比,采用该控制策略可以实现对电压环更好的控制性能和控制效果.通过仿真和实验验证了该控制方法在三相四线制有源滤波器系统中的正确性和优越性.     

并联混合型有源电力滤波器的自抗扰控制策略

为了提高并联混合型有源电力滤波器性能,提出一种基于线性自抗扰的特定次谐波补偿控制策略。通过建立并联混合型有源电力滤波器的数学模型,结合自抗扰控制的特点,将三阶系统控制问题简化成一阶自抗扰控制问题。同时,设计了谐波电流跟踪的一阶线性自抗扰控制器和直流母线电压的双闭环自抗扰控制器。最后通过仿真对比传统比例积分(PI)控制,发现该策略使谐波电流跟踪稳定性更强,直流侧电压超调为0,有效抑制电流和电压冲击,补偿后电网电流谐波畸变率为1.26%。结果表明所设计的一阶线性自抗扰控制策略具有良好的跟踪和抗干扰能力,且算法简单,具有一定的工程应用价值。     

不对称拓扑的单调谐混合有源滤波器研究

针对非线性负载引起的谐波污染问题，提出一种不对称拓扑的单调谐混合有源滤波器（Hybrid Active Power Filter,HAPF）。该不对称拓扑结构包含一个三相电压型变流器与两相LC式无源滤波器。通过分析新拓扑的工作原理和特点，构建滤波等效电路，利用含无源滤波器的两相电流构造不对称第三相电流的控制量，实现对电网三相谐波电流的有效抑制和滤波器直流电压的控制，直流侧电压采用比例积分（Proportional Integral,PI）控制其稳定。利用仿真和实验对拓扑电路及控制策略进行验证，实验结果验证了所提出的拓扑结构及控制方案的可行性。     

三相三线并联型有源电力滤波器的仿真

非线性负载大规模出现在电力行业中,使得电网中产生大量的谐波污染问题,有源电力滤波器能够有效抑制谐波和补偿无功。阐述了APF的基本原理、主电路拓扑结构。建立了三相三线并联型有源电力滤波器在三相静止和两相旋转坐标系下的数学模型,电流环采用PI控制,低通滤波器环节采用移动平均滤波器进行控制,实现对电网电压的准确跟踪。利用MATLAB/Simulink平台进行仿真分析,实验表明:谐波含量从30.74%降到了14.17%,APF能够进行谐波抑制和补偿。     

有源电力滤波器的状态误差PCH控制与仿真研究

为减少电力系统网侧电流谐波并提高电网电能质量,本文采用状态误差端口受控哈密顿控制方法,实现对三相三线制有源电力滤波器的补偿电流实时控制和直流侧电压恒定控制。在dq旋转坐标系下,建立有源电力滤波器的PCH状态平均数学模型,构建了期望的闭环状态误差PCH系统,并根据系统的设计目标确定了系统期望平衡点;根据能量成形原理求出期望的闭环哈密顿PCH函数,并依据阻尼和互联配置设计了APF控制器。同时,运用比例积分控制(proportional integral control,PI)方法设计控制器,确保直流侧母线电压恒定。为了验证该控制策略的合理性,采用Matlab/Simulink软件进行仿真分析。仿真结果表明,基于状态误差PCH控制方法的有源电力滤波器对谐波起到了很好的抑制作用;在APF直流侧母线电压趋于恒定情况下,经过APF补偿的电力系统网侧电流中的谐波含量大大降低,达到控制目标,具有良好的稳态和动态控制性能。该研究具有一定的应用价值。     

一种三相VSR的LCL滤波器参数设计新方法

三相电压源型PWM整流器被广泛地应用于新能源发电、电气传动、高压直流输电、有源电力滤波、静止无功补偿等领域.在大功率场合,三相电压源型PWM整流器常使用LCL滤波器来滤除PWM整流器开关频率处的高频谐波.针对LCL滤波器传统设计方法的不足,提出了应用遗传算法来设计LCL滤波器的方法.仿真结果表明,因此遗传算法是一种更为...     

有源电力滤波器直流侧电压的选取和控制

根据有源电力滤波器谐波补偿原理介绍了滤波器直流侧电压的选取方法;并针对其稳定性的控制,分析比较了PI和能量PI两种控制方法,通过对20kVA并联型有源滤波器的仿真研究,验证了能量PI调节法的可行性.     

混合直流输电直流侧谐波分析及滤波器设计

为评估混合直流输电直流侧电压质量,解析其谐波成分和幅值计算等效电路,该文采用平均开关状态法分析MMC,调制理论分析LCC产生的谐波,推导各次谐波的幅值计算表达式,简化等效电路。在此基础上,分析了LC滤波后的波形和谐波成分,在交流侧三相不平衡度较大时,LC滤波器平抑低频谐波效果差;为抑制因三相不平衡引起的直流侧低频脉动,设计了两种3阶低通滤波器,并对比了它们与LC滤波器在滤波效果和动态响应时间上的差别,结果表明巴特沃斯滤波器的指标最佳。利用MATLAB/Simulink软件建立了混合直流输电模型,仿真结果显示所推导的谐波幅值计算表达式和等效电路能正确反映直流侧的谐波特征,所设计的滤波器能更好地消除低频谐波。     

Isolated single-stage high power factor AC/DC converter

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组合型DC/DC变换器控制策略研究

为了提高变换器输出功率,实现开关管的ZVS,根据两组以上变换器交错并联的电路拓扑,提出了一种带辅助网络的两路交错并联DC/DC变换器的控制策略.该控制策略可以实现变换器次级电压的交错,使得滞后桥臂利用另一全桥变换器产生的交错电流实现ZVS.最后运用Saber软件进行了仿真和实验,实验结果验证了该控制策略的正确性.这对大功率开关电源的研究具有实际指导意义.     

一种新型开关模式的高增益低谐波三相逆变器

直流电压利用率和输出电压谐波是影响逆变器性能的重要指标,为提升逆变器的这两项性能, 提出一种新型开关模式的三相逆变器,通过把交流侧滤波电路整合到 Buck 电路中,使交流输出侧不需要电 感电容等无源滤波元件,没有直通和反向恢复问题。该逆变器每一相只有一个开关工作在高频状态,其余开 关工作在 50 Hz 的低频软开关状态。并引入了准比例谐振（PR）控制策略,通过控制变量法详细分析了其 控制参数对系统性能的影响,且给出了一组合理的控制参数。最后,在 Matlab/Simulink 中搭建了该系统仿 真模型,仿真结果表明,应用该新型开关模式的三相逆变器能显著提高逆变器的直流电压利用率,改善输出 电压波形。     

基于STATCOM的风电场无功补偿技术

本文结合风电场对无功功率的需求特点,提出基于SVPWM调制的直接电流控制法的STATCOM无功补偿技术,并针对容量为350kvar的STATCOM的主电路参数进行设计和实验仿真。仿真结果表明：采用基于SVPWM调制方式的直接电流控制法,STATCOM在负载突变的情况下也能够连续、平滑地补偿负载所需的无功功率;具有开关频率固定、直流侧电压利用率高、产生的补偿电流谐波小的优点。     

一种适用于电压源换流器型直流输电的直流电压控制

直流电压稳定是关系到电压源型直流输电系统可靠运行的关键问题之一。为了确保电压源型直流输电系统在一侧换流器故障时仍能有效控制直流电压,在分析电压源换流器在不同控制模式下的外特性的基础上,提出了采用基于直流电压下垂控制的直流电压控制策略。控制器采用该策略后,能实现有功功率控制模式与直流电压控制模式之间的自动转换,确保定直流电压控制的换流站故障退出后,输电系统仍能有效地控制直流电压。最后以一个两端系统为例进行仿真验证,结果表明系统获得良好的动态性能。     

Implementation strategy for soft switching PFC with low output voltage

This paper proposes a novel implementation strategy for soft switching PFC whose circuit is simple and can achieve low voltage output directly. The main circuit adopts current mode full-bridge converter and all the power switches can realize ZCS or ZVS in the way of phase-shlfted control, using the leakage inductance of the transformer, the junction capacitor of the switches and the stored energy of the output capacitor. The problems such as the function of phase-shlfted link in control circuit, the implementation conditions of soft switching and bias restrained are analyzed. The adoption of constant frequency PWM control makes the design of the input and output filter link and the high frequency transformer simple. The transformation ratio regulation so as to achieve low voltage output and electrical insulation can be realized by using high frequency transformer.