单相三电平APF单周控制矢量模式研究

提出基于单周控制的单相三电平电力有源滤波器(APF)矢量模式,该模式能够使得单相APF一个桥臂工作于高频开关状态,另一个桥臂工作于工频开关状态,进而有效减少开关损耗。分析了单相APF的工作原理,在充分考虑直流侧电容电压均衡控制的基础上,提出了5种单相三电平APF单周控制矢量模式,并详细推导了各种矢量模式的控制目标方程。仿真结果表明5种矢量模式能够有效补偿无功和谐波,且效果较好,从而验证了5种矢量模式的有效性和可行性。     

单相并联型有源电力滤波器电流复合控制

为提高单相并联型有源电力滤波器(Active Power Filters,简称APF)的补偿精度,提出了一种静止坐标系下PI和重复并联运行的电流复合控制策略,其中PI控制主要保证系统的动态性能,基于内模原理的重复控制可以显著提高APF输出电流对负载谐波电流的跟踪精度。对单相APF中的复合控制策略参数进行了设计,理论研究和实验结果表明复合控制策略可以有效提高单相APF的滤波性能,总谐波畸变率降低到3.8%,达到谐波补偿的国家标准。     

基于PI+QPR控制的单相有源电力滤波器研究

单相系统中,利用并联型有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)进行谐波治理时,传统的电流比例积分(Proportional Integral,PI)控制方式具有较快的响应速度,但3次谐波电流不能得到充分抑制,针对这一问题采用准比例谐振控制器对3次谐波电流进行跟踪控制。APF系统采用LCL型滤波器结构与单相系统相连,使用陷波滤波器对ip-iq谐波电流检测算法进行改进,以提高谐波电流检测精度,消除数字低通滤波器输出侧直流信号中的低频波动问题。最后通过Matlab/Simulink建立单相并联型APF谐波治理系统模型,验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

单相半桥并联型APF研究

本文针对单相电力电子设备所带来的谐波和无功电流危害电网的问题,研究了一种基于半桥结构的单相并联型APF。首先分析了半桥拓扑结构的工作原理,推导了一种适用于单相电路的谐波和无功电流检测算法,采用该算法并结合三角波比较电流跟踪控制方法,实现了对APF补偿电流的控制。然后为了更好地输出补偿电流,在半桥逆变器的交流侧设计了LCL型滤波器。最后通过Matlab/Simulink仿真表明,单相半桥并联型APF对电网中的谐波和无功电流能够起到很好的补偿效果,验证了系统的可行性。     

两种有源电力滤波器直接功率控制方法的分析与比较

为实现有源电力滤波器(APF)的高性能控制,提出了两种APF直接功率控制策略,即基于谐波检测和基于无谐波检测的APF直接功率控制。仿真试验证明,相对于基于谐波检测的APF直接功率控制,基于无谐波检测的APF直接功率控制具有更好的谐波抑制效果和动态性能。     

APF控制及检测电路实现方法综述

有源电力滤波器APF (active power filter)是补偿电力系统谐波及无功功率的重要装置,其控制的实时性和准确性是实现有效补偿的一个关键,就目前所研究的几种有代表性的单相APF方法进行了一一分析,阐述了它们的原理,并指出了它们的缺点和优点。其中逆变器输出电压恒定控制,单周控制,基于有功能量平衡原理的并联型有源滤波器由于能够保持逆变器输出端电压恒定,并且电流畸变率（THDi）能保持在5％以下,因而具有广阔的发展前景,就最后一种方法在Matlab7.0中进行了仿真,仿真结果表明,此种方法实现的APF具有很好的谐波补偿效果。     

并联型有源电力滤波器电流控制的等效原理

详细分析和论证了基于负载谐波与无功电流检测的并联有源电力滤波器(APF)和基于电源电流直接控制的APF控制方式之间的内在联系,得出二者在电流控制上等效这一重要结论。给出基于上述等效原理的APF新型控制方案,该方案是在传统方案基础上,省掉负载和APF电流检测单元以及谐波及无功电流或基波有功电流运算单元。分析了该方案与传统控制方案之间的关系,结果表明:传统控制方案中的谐波及无功电流检测信号只是APF直流侧电容电压闭环控制前向通道中的一个前馈信号。基于新方案制作了一台单相APF实验样机,实验结果验证了该文结论和所提方案的正确性和有效性。     

有源电力滤波器谐波及无功电流检测的不必要性(二)——仿真及实验

在经理论分析得出经典有源电力滤波器(APF)中的谐波及无功电流检测不是必需的结论的基础上,推出经典APF电流控制策略与电源电流直接控制策略之间的等效关系.在经典控制方案基础上,省掉了负载和APF电流检测单元以及谐波及无功电流或基波有功电流运算单元,保留了经典APF中的电容电压控制器和电流控制器,提供了一个廉价而高性能的APF控制方案.最后对基于上述两种控制策略的APF进行了仿真研究,并用电源电流直接控制方案开发了一台单相APF实验样机.仿真和实验结果验证了理论分析的正确性.     

基于特定消谐技术的单相有源滤波器设计

设计了一种新型的单相有源电力滤波器（APF）,应用特定消谐技术,不需实时检测负载的无功电流和高次谐波电流,即可实现同时补偿负载无功及高次谐波电流的需求。给出了一种优化特定谐波消除PWM技术开关角的求解方法;设计了单相有源电力滤波器PI控制器。仿真结果表明该滤波器具有响应速度快,稳定性好,能有效地消除和抑制,谐波,并能够对无功功率进行灵活地调节等特点。     

基于特定消谐技术的单相有源滤波器设计

设计了一种新型的单相有源电力滤波器(APF),应用特定消谐技术,不需实时检测负载的无功电流和高次谐波电流,即可实现同时补偿负载无功及高次谐波电流的需求.给出了一种优化特定谐波消除PWM技术开关角的求解方法;设计了单相有源电力滤波器PI控制器.仿真结果表明该滤波器具有响应速度快,稳定性好,能有效地消除和抑制谐波,并能够对无功功率进行灵活地调节等特点.     

APF控制及检测电路实现方法综述

有源电力滤波器APF(active power filter)是补偿电力系统谐波及无功功率的重要装置,其控制的实时性和准确性是实现有效补偿的一个关键,就目前所研究的几种有代表性的单相APF方法进行了一一分析,阐述了它们的原理,并指出了它们的缺点和优点.其中逆变器输出电压恒定控制,单周控制,基于有功能量平衡原理的并联型有源滤波器由于能够保持逆变器输出端电压恒定,并且电流畸变率(THDi)能保持在5%以下,因而具有广阔的发展前景,就最后一种方法在Matlab7.0中进行了仿真,仿真结果表明,此种方法实现的APF具有很好的谐波补偿效果.     

混合有源与无源滤波器的配合及控制研究

针对有源调谐型混合有源滤波器(HPF)单独投运时5次谐波短时放大和直流侧电压难以控制的问题,提出了与5次无源滤波器(PF)联合投运的解决方案;在联合投运的基础上,提出了基于有源滤波器(APF)输出电压定时调整的谐波控制方法,根据剩余谐波矢量调整APF输出电压矢量,从而减小剩余谐波;提出了一种改进的直流侧电压控制方法来减小APF输出的基波电流,通过矢量分析,得出令APF输出的基波电流最小的控制量,进一步减小APF的容量。仿真研究表明5次谐波短时放大情况得到明显改善,直流电压波动量减小约90%,APF基波电流减小约40%~80%;表明了所提出的联合投运能够良好解决谐波短时放大和直流侧电压困难问题,所提出谐波控制方法能够有效控制谐波,改进的直流侧电压控制方法能够有效减小APF的容量。     

无源性控制策略在谐波/间谐波统一补偿的单相有源电力滤波器中的应用

对谐波/间谐波统一补偿的单相有源电力滤波器(active power filter,APF)系统进行了瞬时功率分析,研究了电网侧、APF主电路、负载侧之间的功率流动,证明了在不考虑APF主电路损耗的情况下,其直流侧功率波动具有周期性。推导了统一补偿的单相并联型APF的无源性控制策略方程,并针对其欠激励特性及直流侧功率波动的周期性设计了直流侧电压的间接控制。然后,针对其启动中遇到的问题,从功率平衡角度进行了分析并提出了解决方法。Matlab仿真实验结果验证了理论分析的正确性。     

单相级联H桥APF载波相移梯形波脉宽调制与电容电压平衡控制方法

针对电气化铁路谐波污染的电能质量问题,将载波相移梯形波脉宽调制CPS-TPWM(carrier phase-shifted trapezoidal wave pulse width modulation)策略引入到单相级联H桥多电平有源电力滤波器APF(active power filter)中,同时在单相级联多电平有源电力滤波器直流侧电容电压控制上采用内外层控制策略,以提高直流侧电压的均衡性和稳定性。结合数学分析,搭建3个单元模块的单相级联H桥多电平APF主电路和控制系统进行仿真验证。结果表明:所提方法能够有效抑制电气化铁路中的谐波电流,并且能提高各单元模块直流侧电容电压的稳定性和均衡性。     

有源电力滤波器谐波检测及控制方法综述

有源电力滤波器(APF)是补偿电力系统谐波及无功功率的重要装置,有效的谐波检测方法和控制方法,将大大改善电力系统高次谐波污染,提高电网的供电质量。文章分别介绍了有源电力滤波器的谐波检测方法和有源电力滤波器的控制方法,阐述了这些方法在APF中的应用情况,并指出有源滤波器目前存在的问题。     

一种新型的单相混合有源电力滤波器的仿真研究

为了进一步降低混合型电力滤波器的有源滤波器容量,故采用了一种新的混合型电力滤波器的拓扑结构,新拓扑结构的基本思想是增加了和有源电力滤波器(APF)并联的LC基波谐振支路,并将APF控制成受控谐波电流源.并分析了新型单相混合有源电力滤波器的工作原理及滤波特性.通过MATLAB仿真,验证了新型单相混合型电力滤波器的滤波特性.仿真结果表明这种新型混合型电力滤波器具有优良的滤波性能.     

一种改进的单周控制直流侧有源电力滤波器及其稳态和动态研究

文中提出了一种改进的单周控制直流侧有源电力滤波器(DC侧APF)。这种DC侧APF并联在整流桥的直流侧，提供负载需要的谐波电流，使电源电流成为与电源电压同频同相的正弦电流。与传统的单相有源电力滤波器(APF)相比，在不增加开关电压电流应力的情况下，功率开关的数量减少一半，简化了电路结构，降低成本。与传统的两级功率因数校正电路相比，新DC侧APF由于与负载并联，只提供谐波电流，所需处理的功率小、效率更高。新DC侧APF采用改进的单周控制方式，具有结构简单，控制效果好的优点。文中对改进前后2种控制方式的DC侧APF的稳态和动态性能进行了分析，结果表明，改进的控制方式不仅改善了补偿效果，而且扩展了系统的稳定区域。仿真和实验结果证实了理论分析的正确性。     

基于谐波解耦的有源电力滤波器控制方法

分析了基于ip,iq原理的有源电力滤波器(APF)控制方法存在稳态误差的原因;提出了基于谐波解耦的选择性谐波电流控制方法。该方法对各次谐波的幅值误差进行PI调节,实现了无差跟踪;同时分析了相位检测误差对谐波检测及直流侧电压控制的影响,通过在反变换中加入补偿相角来补偿相位检测误差对直流侧电压控制的影响。实验证明,基于谐波解耦的APF控制方法可以显著提高APF的电流跟踪控制精度,改善系统的滤波效果。     

模块化三电平APF关键技术综述

目前,大量的电力电子装置将会产生谐波电流并注入电网,导致电网污染日益严重,通常采用APF治理电网谐波。在高压、大功率场合中,三电平APF与传统两电平APF相比优势更大,同时考虑模块化便于扩容,因此模块化三电平APF成为谐波治理的研究热点。对目前国内外三电平APF的关键技术进行分析和归纳,主要包括滤波器设计、非理想电网下的谐波电流检测、电流跟踪控制、中点平衡控制及APF模块并联控制,为模块化三电平APF的理论研究与工程应用提供参考。     

MRAC方法及在单相并联APF中的应用

模型参考自适应控制(model reference adaptive control,MRAC)方法具有机动性、适应性和鲁棒性,且能自动调节控制器增益而使系统稳定,为提高滤波系统的控制效果,将其应用到单相并联有源电力滤波器(active power filter,APF)中来减少电网的谐波电流和改善电能质量。非线性的单相APF系统模型不易设计其控制器以达到理想的谐波抑制效果,因而先应用广义线性化方法得到APF的近似线性模型,再通过构造Lyapunov Kra-sovskii泛函,设计一个自适应控制率渐近跟踪到系统的期望输出,并保证系统的全局渐进稳定性。仿真和实验结果显示,与PI控制方法比较,利用所提控制方法能更有效地抑制电网谐波电流,使电网电流与电源电压基本同相位。