一种高动态性能的级联型有源电力滤波器

基于级联H桥多电平拓扑的有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)的研究越来越广泛。本文针对级联型APF系统的动态性能进行了研究。首先分析了电网电流反馈控制动态响应慢的原因和理想情况时的动态响应,在此基础上提出了一种提高系统动态性能的方法,该方法的特点是:稳态时,系统的控制策略为电网电流反馈控制,负载突变时,系统采用复合控制策略。文中进一步详细阐述了其实现方法,并对级联APF直流侧电容电压均衡控制的原理及其硬件实现进行了描述。仿真和实验结果表明,采用该方法的级联APF具有较高的稳态和动态补偿性能。     

一种新型有源电力滤波器及其控制策略研究

有源电力滤波器(APF)可以有效地抑制谐波、改善电能质量.针对传统APF容量过大的问题,采用了一种新型APF拓扑结构,该拓扑由传统的APF和LC无源滤波器构成.通过对该拓扑电路性能的分析,建立了系统的数学模型,提出了一种电容电流反馈方法.采用多同步旋转坐标系的指定次谐波电流控制策略,提高系统的性能和稳定性.通过仿真和实验验证了所提理论分析和研究结果的有效性.     

适用于小容量独立电源系统的APF控制策略

针对小容量独立电源系统电源受负载影响比较大的特点,提出了一种有源电力滤波器(Active Power Filters, APF)的电流基准产生方法,并对APF直流侧稳压问题进行了详细的分析,推导了传递函数,得到了数学模型.对采用本文提出的电流控制策略的APF进行了仿真研究并制作了实验样机,通过仿真和实验验证了该控制策略应用于小容量独立电源系统APF的正确性和可行性,实验结果同时证明了采用该控制策略后APF具有良好的动态和稳态性能.     

有源电力滤波器无差拍控制策略的研究

采用了一种检测负载侧与电源侧电流的复合谐波电流检测方法,针对四桥臂拓扑结构的有源电力滤波器(APF),提出了一种新型无差拍控制策略,通过对系统结构的分析建立完整的数学模型,对APF各相输出补偿电流之间的耦合问题进行深入研究并提出相应的解决方法。仿真分析和实验结果验证了复合谐波电流检测算法和无差拍控制策略的有效性和正确性。     

30°～390°矢量模式单周控制三相三线制三电平APF

为了减小有源电力滤波器(APF)的开关应力和损耗,便于实现用低耐压开关器件提高APF功率等级,提出了一种基于30°～390°区间矢量模式单周控制三相三线制三电平APF.APF主电路采用二极管钳位型三电平拓扑结构,控制策略采用矢量模式单周控制.推导建立了所提出的APF数学模型和控制目标方程,详细分析了系统稳定性和PI调节器设计,并比较了30°～390°区间和0°～360°区间矢量模式单周控制的区别和联系.最后对APF工作于三相电源平衡和不平衡时的情况分别进行了仿真和实验研究,研究结果表明所提出的APF能有效地补偿系统谐波和无功电流,补偿性能好,验证了所提出的控制方法的可行性和有效性.     

SVC和APF联合系统的研究

提出了静止无功补偿器(SVC)和有源电力滤波器(APF)联合运行进行无功补偿和谐波治理的方案;介绍了系统的拓扑结构、分析了系统的稳定性,指出当APF采用"只检测特定次谐波电流"的检测方法时,其与SVC的耦合程度小,系统能稳定运行.在此基础上,研究了一种适用于APF的k次谐波电流检测方法,并深入分析了SVC和APF的控制策略.样机实验结果验证了k次谐波电流检测方法和控制策略的有效性和正确性.     

基于空间矢量控制策略实现的有源电力滤波器 的建模与分析

有源电力滤波器（Active Power Filer）的数学模型对于控制器设计及交直流能量传递分析具有重要意义。针对目前广泛使用的并联型APF主拓扑结构建立数学模型,并在此基础上使用一种不定频滞环SVPWM电流控制策略。详细分析并建立了三相三线制APF数学模型,给出了控制器设计方法。经仿真与实验验证表明,建立的并联型有源电力滤波器的数学模型是正确的,其控制策略具有一定的参考价值。     

30^o-390^o矢量模式单周控制三相三线制三电平APF

为了减小有源电力滤波器（APF）的开关应力和损耗，便于实现用低耐压开关器件提高APF功率等级，提出了一种基于30^o-390^o区间矢量模式单周控制三相三线制三电平APF。APF主电路采用二极管钳位型三电平拓扑结构，控制策略采用矢量模式单周控制。推导建立了所提出的APF数学模型和控制目标方程，详细分析了系统稳定性和PI调节器设计，并比较了30^o-390^o区间和0^o-360^o区间矢量模式单周控制的区别和联系。最后对APF工作于三相电源平衡和不平衡时的情况分别进行了仿真和实验研究，研究结果表明．所提出的APF能有效地补偿系统谐波和无功电流，补偿性能好，验证了所提出的控制方法的可行性和有效性。     

矢量模式单周控制三相三线制三电平有源电力滤波器

为克服由于开关器件容量小而导致有源电力滤波器(APF)功率受到限制的问题,提出了一种基于矢量模式单周控制的三相三线制三电平APF,APF主电路采用二极管箝位型三电平拓扑结构,控制策略采用0°～360°区间矢量模式单周控制,以减小APF开关应力和损耗,实现用低耐压开关器件提高APF功率等级。对所提出的APF等效开关模型和平均模型进行了分析,在此基础上推导出统一控制目标方程,根据此方程建立了系统仿真模型,并详细分析了系统稳定性和PI调节器设计。最后,分别对APF工作于三相电源平衡和不平衡时的情况进行了仿真研究,仿真结果表明所提出的APF能有效地补偿系统谐波和无功电流,提高输电线功率因数和传输效率,验证了所提出的控制方法的可行性和有效性。     

一种包含逆变环节的APF技术的研究

通过分析有源电力滤波器(APF)的发展和电路拓扑结构以及控制策略,并结合逆变电路自身的电路特点,再通过理论总结,提出了一种利用一个三相全控桥装置,同时实现逆变和有源滤波两种功能.经过Matlab 仿真和实验波形分析得出该此种方案能够有效实现逆变和滤波两项功能,在谐波检测环节采用积分算法来进行谐波电流检测.     

无变压器型混合有源电力滤波器的稳定性分析

将有源、无源电力滤波器结合构成的混合型有源电力滤波器是当今的发展趋势,能够充分利用2种滤波器的优势,在高压大容量条件下对谐波进行补偿。通过对无变压器型混合有源滤波器的设计原则进行了研究,并建立数学模型;在基于电网谐波电流的反馈控制策略下,分析电网侧电感和系统延迟时间对系统稳定性的影响。最后,通过仿真结果的比较,验证了分析的正确性。     

船舶微电网源-荷级联系统母线电压振荡有源阻尼抑制策略

为解决船舶微电网源-荷级联系统中LC输入滤波器与恒功率负载CPL(constant power load)引起的母线电压振荡问题,提出一种基于非线性扰动观测器NDO(nonlinear disturbance observer)的虚拟负电感有源阻尼稳定控制策略.首先分析了恒功率负载的负阻抗特性及其能量反馈作用,深入研究...     

有源电力滤波器非线性解耦控制的研究

有源电力滤波器是一个非线性、多变量、强耦合的系统,建立精确的数学模型比较困难。文中在其非线性数学模型的基础上,采用非线性变换和非线性反馈理论,推导出其反馈线性化方程,从而得出有源电力滤波器有功电流和无功电流的解耦控制策略。数字仿真和实验结果表明,该控制策略能较好地实现有源电力滤波器的解耦控制,具有较好的动态特性和较强的鲁棒性。     

基于互补策略的新型单周控制有源滤波器

介绍了单周控制有源滤波器的原理，针对经典单周控制有源滤波器存在的诸如电流直流分量问题、局部稳定问题等，提出了单周控制有源滤波器的互补控制策略、电流直流分量负反馈策略和两路信号差值积分负反馈策略。新控制策略的采用彻底克服了经典单周控制有源滤波器的电流直流分量问题，实现了单周控制有源滤波器的全局稳定，并消除了电流交越失真，使得具有诸如无须参考信号、检测量少、控制简便、波形质量高、动态跟踪性能好、抗干扰能力强等显著优点的单周控制有源滤波技术达到实用化程度。实验结果证实了所述控制策略的有效性。     

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。     

一种新型的PWM变换器LCL滤波器有源阻尼控制策略

本文提出了一种新型的PWM变换器LCL滤波器有源阻尼控制方法。针对LCL滤波器的谐振问题,传统的方法是在滤波电容上串联电阻来抑制谐振,但这种方法会带来功率损耗。通过有源阻尼控制,可以有效地抑制LCL可能带来的谐振。在有源阻尼方法基础上提出了滤波电容电流反馈的设计方法,同时结合滤波电容电流估算的方法,实现了无附加电流传感器的LCL滤波器的有源阻尼控制。这种方法可以有效地抑制系统谐振,改善变换器输出电流波形,同时不需要增加额外的传感器。实验结果验证了这种方法的有效性和实用性。     

LCL滤波三电平并网逆变器有源阻尼控制

针对LCL滤波器在三电平光伏并网逆变器应用中的谐振和相位偏差问题,研究了基于电压定向的虚拟电阻有源阻尼控制策略,提出通过反馈电容支路电流消除并网电流与电网电压相位差的相位补偿方法。实验结果表明,该控制策略不仅能有效抑制电流谐振,而且能保证三电平并网逆变器在单位功率因数状态运行。     

三相光伏并网逆变器电网高阻抗谐振抑制方法

针对电网电压高阻抗LCL滤波器谐振问题,提出一种虚拟电阻+电容有源阻尼方法。该方法将虚拟电阻和电容串联之后与三相光伏并网逆变器的滤波电容并联。通过滤波电容电压得到虚拟电阻和电容支路的电流,将虚拟电阻和电容支路的电流作为LCL滤波器谐振抑制有源阻尼电流给定。通过逆变侧电流闭环控制,实现对三相光伏并网逆变器电网高阻抗LCL滤波器谐振抑制。建立15 k W的T型三电平三相光伏逆变器平台,对所提有源阻尼方法进行稳态实验,实验结果验证所提方法的可行性和正确性。     

混合有源电力滤波器的新型电流迭代学习控制

混合有源电力滤波器可以动态抑制电网谐波电流和补偿容性无功功率,改善电网电能质量。针对传统PI型迭代学习控制算法在并联有源电力滤波器应用中的不足,算法收敛性严重依赖于学习控制的初始输入,迭代学习控制器的参数是定常值,会影响有源滤波系统的控制性能。本文提出一种新型PI迭代学习控制算法,将其应用于混合有源电力滤波器系统的电流反馈控制中,得到了应用迭代算法的收敛性条件,并采用一种改进的Ziegler-Nichols方法对控制器参数进行了优化,以提高系统的控制精度。为了提高系统的动态响应性能,提出一种谐波电流误差的反馈-前馈控制策略,其中电流误差信号的D型前馈控制环节用于实现滤波器系统的电流快速补偿,同时利用一个三层BP神经网络对前馈控制增益进行优化。仿真和实验结果证明了该迭代算法及控制策略的可行性与有效性。     

LCL滤波并网逆变器的控制策略

把LCL滤波器作为电压源型并网逆变器与电网的接口已受到广泛关注。与单电感L滤波器相比,利用电感值较小的LCL滤波器对入网电流的高次谐波具有显著的衰减效果,特别是在低开关频率的大功率并网逆变系统应用中更具明显优势,但是仅采用直接入网电流控制时,LCL滤波器接口的并网逆变器系统存在稳定性问题。该文采用电网侧电感电流和逆变侧电感电流双闭环控制策略对并网电流进行直接控制,电网侧电感电流作为外环更容易抑制并网电流的谐波因素,且可以直接控制入网电流的单位功率因数,采用逆变器侧电感电流作为内环可以增加系统阻尼,从而可抑制系统振荡,增加系统稳定性。对该方案进行系统建模,并深入分析了滤波器参数、控制器参数及系统稳定性之间的精确量化关系。仿真和实验结果表明,该控制策略既可有效抑制入网电流谐振和实现进网电流的高功率因数运行,同时又具有良好的稳态和动态性能。