单相电压源型有源滤波器的新型数字控制方法

有源电力滤波器主电路结构的研究已经比较成熟,其性能的提高主要依赖于所采用的控制方法.该文研究了单相有源电力滤波器、电源及非线性负载之间能量交换机理;在此基础上对变流器直流侧电容电压的稳定问题进行了理论分析,并提出了一种简单的应用于单相电压源型有源电力滤波器的数字化控制方法.该方法检测量少、算法简单、开关频率恒定、易于数字化实现,仿真结果验证了理论分析的正确性.     

一种电压源型有源电力滤波器的新型控制方法

研究了电压源型有源电力滤波器、电源及非线性负载三者之间的能量交换机理,分析了变流器直流侧电容电压的稳定问题,提出了维持直流侧电容电压稳定的新方法。在此基础上提出了一种电压源型有源电力滤波器的新型控制方法,详细推导了控制方程。该方法无需检测三相负载电流和三相输入电压,无需计算参考电流、无功电流和谐波电流;只需检测两相电源电流和直流侧电容电压,通过简单运算就可直接求出每个开关周期内各开关的占空比,实现滤波器的控制。仿真研究结果表明新型控制方法能有效补偿谐波电流和无功电流,抑制负载不对称。     

有源电力滤波器直流侧电容的选择方法

针对有源电力滤波器在应用中直流侧电容值的选择问题,详细分析了有源电力滤波器在正常工作时的能量流动,并基于能量守恒原理和瞬时功率理论建立了能量平衡方程,给出了直流侧电容值的选择方法。在直流侧电压参考值确定后,直流侧电容值由APF的补偿容量、直流电压允许波动幅值共同决定。仿真结果证明了理论分析的可行性和正确性。     

并联型电力有源滤波器直流电容电压控制的研究

对并联型电力有源滤波器直流电容平均电压与纹波电压的变化规律进行了研究,分析了直流电容平均电压与纹波电压对并联型电力有源滤波器性能的影响,在此基础上,提出了相应的直流电容平均电压与纹波电压的一种控制方法,给出了使并联型电力有源滤波器性能达到最地直流电容平均电压应满足的条件。     

并联型有源电力滤波器直流电容电压的控制

控制有源电力滤波器(APF)直流侧电压为适当值是保证其具有良好补偿性能的一个重要因素,以并联型有源电力滤波器交流和直流侧瞬时功率平衡为基础,对并联型有源电力滤波器直流电容平均电压与脉动电压的变化规律进行研究,分析了它们对并联型有源电力滤波器性能的影响。为了克服这种影响,提出了在补偿电流中注入基波有功电流和增大直流侧电容量控制直流电压稳定的一种方法。仿真结果验证了所提出方法的正确性和有效性。     

改进的直流侧串联型有源电力滤波器

提出一种单相输出可调压的新型直流侧串联型有源电力滤波器(active power filter,APF),对单相整流类负载进行功率因数校正和谐波治理有很大的技术优势。从理论上分析了改进型直流侧APF的电路拓扑和基本工作原理,给出了主电路的主要参数设计和选取标准,为系统的综合设计提供了理论依据。与传统的交流侧串联型APF相比,该APF串联在整流桥的直流侧,简化了电路结构,减少了有源开关的数量;与直流侧串联型APF相比,该改进型APF实现了输出电压的可调,简化了相应的控制和驱动电路,进一步减小了储能电容容量。仿真和实验结果证明了所提出拓扑的正确性和可靠性。     

新型直流侧串联型有源电力滤波器

针对广泛应用的整流类负荷的谐波治理,提出一种单相输出电压可调的新型直流侧有源电力滤波器.从理论上分析了该拓扑的工作原理和电路的瞬时功率流向,从储能电容的不间断充放电过程中,计算出负载所需的无功功率.与传统的直流侧有源电力滤波相比,该拓扑具有调压范围广、储能电容充放电速度快、储能电容容值小的优点;且2个全控开关工作在同一...     

并联型有源电力滤波器直流电容电压的控制

控制有源电力滤波器(APF)直流侧电压为适当值是保证其具有良好补偿性能的一个重要因素,以并联型有源电力滤波器交流和直流侧瞬时功率平衡为基础,对并联型有源电力滤波器直流电容平均电压与脉动电压的变化规律进行研究,分析了它们对并联型有源电力滤波器性能的影响。为了克服这种影响,提出了在补偿电流中注入基波有功电流和增大直流侧电容量控制直流电压稳定的一种方法。仿真结果验证了所提出方法的正确性和有效性。     

新型单H桥型有源滤波器的研究

单H桥型有源滤波器是一种新型的谐波及无功动态补偿装置,具有良好的补偿性能以及扩展方便等优点.其中,控制直流侧电压为适当值是保证并联电力有源滤波器具有良好补偿性能的一个重要因素.在介绍单H桥型有源滤波器基本原理的基础上,分析了直流侧电压控制的原理,最后给出仿真波形.     

并联直流有源电力滤波器的数字控制

在分析直流有源电力滤波器(DCActivePowerFilter)基本原理的基础上,介绍了基于TMS320LF2407A型DSP芯片的全数字并联直流有源电力滤波器。详细分析了数字控制式直流有源电力滤波器的特点,重点阐述了数字控制系统的硬件结构和软件程序流程设计,并对数字控制的直流有源电力滤波器进行了实验研究,验证了直流有源电力滤波器的滤波性能。     

三相有源电力滤波器滑模解耦控制方法研究

针对电网中存在的大量谐波给电网和其他设备造成危害的问题,根据直流侧电压的变化远小于电流的变化的特点,把直流侧电压作为常量,将模型化简为只有电流作为状态变量,采用渐近率的方法设计滑模函数,得到解耦的有源电力滤波器滑模控制模型,并从理论上证明其稳定.考虑到直流侧电压的波动主要来源于有源电力滤波器与电网的能量交换,以直流侧电压偏差及偏差变化率作为输入条件,采用PI调节器来控制直流侧电压,输出基波有功分量,来补偿解耦有源电力滤波器滑模控制模型输出的补偿电流量.实验结果表明,本方法不仅能够保证系统稳定,而且在负载发生突然变化时保证控制方法的鲁棒性.     

基于功率平衡原理的单相串联有源电力滤波器

提出一种基于功率平衡原理的串联型有源电力滤波器(APF)。在分析串联型有源电力滤波器功率平衡特点的基础上，导出基于功率平衡的串联APF的控制策略和控制方程，分析了串联APF直流侧电压的确定原则和设计公式。所推荐的控制方式不需要进行复杂的基波检测和计算，只需要检测APF直流侧电容电压和电源输出电流，仅用简单的模拟电路就可以实现，可以同时补偿谐波和无功电流。仿真结果表明基于功率平衡原理的串联型APF对电压型谐波源具有较好的补偿效果，证明了理论分析的正确性。     

串联型有源电力滤波器的谐波电压检测方法

根据串联型有源电力滤波器的工作原理,基于瞬时无功功率理论,提出了一种谐波电压的瞬时检测方法。该方法具有快速、准确的特点,实验结果证明了所提出方法的正确性和可靠性,为有效抑制谐波提供了可靠的保证。     

有源滤波器参考信号的一种新的校正方法

为改善控制延时对有源滤波器(APF)补偿效果的影响,本文从分析数字化有源滤波器产生延时的原因出发,建立了APF控制系统的传递函数模型。用MATLAB对该传递函数进行频域特性分析可以发现,延时不但造成了输出参考电流相位的滞后,而且还对其幅值产生了影响;同时,由于延时的存在,系统电压的量测精度对参考电流的影响也是不可忽略的。在以上分析结果的基础上,本文提出了一种从参考电流的幅值和相位入手,对控制系统延时进行补偿的策略,并且兼顾系统电压量测精度对参考电流的影响。现场实验充分验证了该补偿策略的正确性和易用性。     

单独注入式APF直流侧电压的稳定控制

有源电力滤波器(APF)的直流侧电容电压不稳定直接影响滤波装置的补偿性能.通过对单独注入式.APF的直流侧电容电压升高机理进行分析,得出了APF的能量交换中有功功率与无功功率的流动造成直流侧电压的波动,同时当逆变器开关损耗及输出滤波器内阻损耗小于回灌到APF直流侧的有功功率时,直流侧电压也会抬升的结论.一方面在注入电路参数设计中考虑了实际应用中要注意电网电压的冲击等情况,以保证逆变器中功率器件的安全运行;另一方面提出对直流侧电容电压进行模糊控制的方法,通过检测滤波器支路的基波电流,控制APF产生与基波电流方向相同或相反的基波电压,来实现主动地控制APF从电网吸收或向电网释放有功功率,从而提高了电容电压稳定性.     

有源电力滤波器直流侧电压优化控制研究

首先通过分析有源电力滤波器直流侧电压波动对系统补偿效果的影响,并且做了相应的实验,进一步证明了直流电压控制效果越好,对系统谐波补偿更有利。然后针对此问题,在直流侧采用两种电压控制方式,通过分析实验数据,得出优化的PI控制方式,系统电流补偿效果更好。     

A novel active power quality compensator topology with DC voltage balancer for electrified railways

This paper proposes a novel active power quality compensator (APQC) topology with a DC voltage balancer for electrified railways. The APQC is composed of a three‐leg structure with two common DC capacitors. Two legs perform as two half‐bridge inverters, which compensate the unbalanced active, reactive, and harmonic currents on the source side in the traction substation. The third leg controls two common DC capacitor voltages with a small amount of the output currents. Therefore, the current rating of the third leg can be reduced as compared to that of the already proposed three‐leg structured APQC. In the control algorithm of the two half‐bridge inverters, a strategy based on constant DC capacitor voltage control is used, which does not need any calculation blocks of the unbalanced active, reactive, and harmonic components of the load current to perform the APQC operation. Thus we offer the simplest algorithm for the proposed APQC. The basic principle of the proposed APQC topology with the DC voltage balancer is discussed in detail, and then confirmed by digital computer simulation using the PSIM software. A prototype experimental model is constructed and tested. Experimental results demonstrate that the proposed APQC can achieve balanced and sinusoidal source currents on the primary side of the Scott transformer in traction substations for electrified railways. © 2013 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

并联型有源电力滤波器电网电压前馈控制技术研究

本文在分析有源滤波器基本原理的基础上建立了并联型有源滤波器的数学模型。针对电网电压波动对有源滤波器工作性能的影响进行了具体的分析,并提出了利用电网电压前馈的控制方式来有效地抑制电网电压波动对APF的影响。最后运用MATLAB对此方法进行了仿真验证。