基于误差评价的有源电力滤波器谐波指令修正

由于并联型有源电力滤波器(SAPF)带宽限制等因素的影响,在弱电网下其对容性非线性负载发出的谐波电流的补偿效果较差。在此提出基于误差评价的谐波指令修正方法。该方法评价谐波电流指令与SAPF输出电流之间的幅值和相位误差,据此动态调整送给SAPF电流闭环子系统的谐波指令,从而等价提高了SAPF的带宽,改善了谐波补偿效果。仿真和实验结果证明了该方法的有效性。     

基于Delta算子的并联型有源电力滤波器H∞控制器设计

针对并联型有源电力滤波器(SAPF)的数字化控制问题,基于补偿性原理,将负载的谐波电流当作扰动,电源谐波电流作为系统的期望输出,建立了SAPF的Delta算子离散化状态空间方程模型,利用线性矩阵不等式(LMI)方法设计SAPF的H∞控制器.对所设计的H∞控制器的补偿效果与基于传统Z变换方法设计的H∞控制器的补偿效果进行...     

有源滤波器就近补偿对邻近负载的影响

为保证系统安全运行,主要研究了并联型电力有源滤波器(Shunt Active Power Filter,SAPF)就近补偿对同一配电网系统中邻近负载影响的问题。采用等效电路的方法研究了各种非线性负载组合情况下,SAPF就近补偿投入前后邻近负载谐波电流的变化,并对谐波电流进行了公式推导。研究发现,SAPF在就近补偿时,系统有发生谐振以及邻近负载的谐波电流有发生放大的可能;在此基础上,从系统结构和控制策略两方面采用不同的措施来抑制谐波放大与避免谐振的发生。最后,在Simulink中搭建基于PI调节的指定次谐波无静差控制的SAPF仿真模型与实验,验证了上述分析的正确性。     

检测电流包含电容电流的SAPF谐波抑制和谐振阻尼新方法

研究一个由并联型有源电力滤波器(SAPF)和并联电容器组成的混合补偿系统,其中并联电容器的容性阻抗会与配电网的感性阻抗发生并联谐振。当检测电流中不包含电容电流时,SAPF可以抑制谐波和阻尼谐振且系统稳定;当检测电流中包含电容电流时,SAPF采用传统方式补偿会使得系统谐振频率向高频漂移。针对SAPF检测电流包含电容电流情况,提出一种改进的控制方法。该方法基于谐波电流分频控制策略,将高于谐振频率的抑制电流指令取反,低于谐振频率的抑制电流指令保持不变,同时检测谐振频率附近的公共耦合点(PCC)电压构建虚拟阻尼电阻,并对虚拟电阻的电导值进行闭环调节。采用该方法补偿后的网侧电流和PCC电压均满足电能质量标准。最后进行了仿真和实验验证。     

三相四线制SAPF在不平衡负载下的补偿特性

介绍了三相四线制并联型有源电力滤波器(SAPF)在不平衡负载下谐波的补偿特性.基于瞬时无功功率理论检测谐波电流的方法可检测电流基波正序和负序分量,通过控制使补偿后的电源侧电流三相平衡,其中应用平均值滤波器相比传统低通滤波器(LPF)效率更高.在原理上分析了不平衡负载下的补偿特性,利用Matlab/Simulink进行了仿真,实验室在一台60 kVA的三相四线制SAPF上对不平衡非线性负载进行补偿.仿真和实验结果验证了电流检测方法的正确性和补偿的有效性.     

100kVA三相四线有源电力滤波器的研制

三相四线配电网的谐波电流、三相不平衡和中性线电流过大问题比较普遍,三相四线SAPF是解决这些问题的理想方案。基于改进的FBD法的三相四线SAPF指令电流检测算法,能够将负载电流分解成基波各相序和单次谐波电流。应用该算法设计并实现了基于4桥臂主电路结构,容量为100kVA(输出电流150A)的SAPF样机,搭建了大容量实验环境,对该装置性能进行了实验验证并给出了结果。实验结果证明装置原理的可行性,对谐波电流、负序电流和零序电流补偿效果非常明显。     

基于网络谐波电压综合补偿的配电网并联型有源电力滤波器优化配置策略研究

并联型有源电力滤波器(shunt active power filter, SAPF)多配置于非线性负载的并网点并对本地负载进行谐波电流补偿。随着配电网中非线性负载的广泛接入,导致基于本地补偿的配置方式不再具有经济、高效的优点,为了解决此问题,出现了以配电网整体多节点的电能质量为优化目标的综合补偿配置方案。基于此,本文提出了一种综合考虑配电网各节点电压谐波含量、SAPF总安装台数及安装容量的SAPF配置算法,结合多目标粒子群及单目标迭代算法确定在网络各节点谐波电压畸变率满足标准时SAPF的数量、配置节点及最优输出电流。最后,通过仿真搭建IEEE18节点标准模型,验证了所提出的算法在多台SAPF配置问题中的有效性。     

基于有限控制集模型预测控制的SAPF的研究

在并联型有源电力滤波器(SAPF)动态补偿电网谐波过程中,为了快速准确地跟踪并补偿谐波电流,对基于中点箝位三电平逆变器拓扑结构的SAPF进行了分析,提出一种有限控制集模型预测控制策略。首先通过重复预测器对负载电压和电流进行超前两拍的预测,在此基础上利用p-q理论计算出补偿电流超前两拍的参考值,然后根据参考电流值与补偿电流值之间的误差,运用有限控制集模型预测控制器进行反馈校正和滚动优化。仿真及实验结果表明:采用该控制策略的SAPF能有效降低电网电流的总谐波畸变率,具有很好的补偿效果和鲁棒性。     

基于谐波源注入的SAPF补偿容量确定方法

补偿容量是决定并联型有源电力滤波器(Shunt Active Power Filter, SAPF)补偿性能的重要因素之一。通过戴维南等值模型,分析了SAPF补偿容量的决定因素,指出了依据补偿前负荷电流作为确定补偿容量的方法存在的缺点。提出了一种基于谐波源注入的SAPF补偿容量预估方法,通过小容量谐波源在接入点分次注入谐波电流,预估SAPF的补偿容量。该方法还提出了谐波源特征系数和补偿容量放大倍数两个指标用于表征负荷的性质,为SAPF的类型和容量的选择提供方向。通过对不同负载模型的仿真验证,确定该方法比传统方法更加接近真实SAPF的补偿容量。     

单相混合滤波系统的实验研究

分析了串联有源滤波器（SAPE）的结构和滤波原理,针对单相系统的特点,提出了谐波电流检测方法和波形控制方法,由于零矢量的运用,使波形控制具有更高的精度,给出了基于SAPF的单相混合滤波系统的实验结果,表明在混合滤波系统,SAPF对谐波电流起隔离作用,可以明显地改善无源滤波器（PPF）的滤波特性。     

三相三线并联型有源电力滤波器的数字化实现

基于整流桥非线性负载电流分析,给出三相并联型有源电力滤波器的一种新型谐波检测算法。对新型谐波检测算法的原理进行了阐述并给出其实现方法,阐述了谐波检测滤波器的设计方法,分析和研究对负载突变时谐波检测算法对直流母线电压影响机理,指出负载突变时直流母线电压波动的原因。最后,就全谐波检测算法和新型谐波检测算法进行仿真和实验对比研究,结果验证了新型谐波检测算法的可行性和可靠性。     

基于复合控制的并联有源滤波器的仿真研究

并联有源滤波器是消除电网中非线性负载产生的电流谐波的有效手段。针对PI控制器在并联有源滤波器中的局限性,将重复控制和PI控制器并联用于并联有源滤波器输出电流波形的控制。笔者在给出并联有源滤波器主电路结构的基础上,介绍了一种基于瞬时无功功率法的谐波检测方法及基于重复控制和PI控制的复合控制策略。最后,通过MATLAB/Simulink对所提控制策略进行了仿真验证。仿真结果证明了该控制策略的有效性。     

A new approach to harmonic compensation in power systems-a combinedsystem of shunt passive and series active filters

A novel approach to compensating for harmonics in power systems is presented. It is a combined system of a shunt passive filter and a small rated series active filter. The compensation principle is described, and some filtering characteristics are discussed in detail. Excellent practicability and validity to compensate for harmonics in power systems are demonstrated experimentally. Although the source harmonic voltage was only 1%, the source harmonic current reached about 10% before the series active filter was started. After it was started, no harmonic current flowed into the shunt passive filter. In addition, no harmonic voltage appeared at the terminals of the shunt passive filter, because the source harmonic voltage was applied to the series active filter. The total loss of the series active filter was less than 40 W. It is concluded that the combined system is far superior in efficiency to conventional shunt active filters     

New digital reference current generation for shunt active power filter under distorted voltage conditions

In this paper, a new reference current computation method suitable for shunt active power filter control under distorted voltage conditions is proposed. The active power filter control is based on the use of self-tuning filters (STF) for the reference current generation and on a modulated hysteresis current controller. This active filter is intended for harmonic compensation of a diode rectifier feeding a RL load under distorted voltage conditions. The study of the active filter control is divided in two parts. The first one deals with the harmonic isolator which generates the harmonic reference currents and is experimentally implemented in a DS1104 card of a DSPACE prototyping system. The second part focuses on the generation of the switching pattern of the inverter by using a modulated hysteresis current controller, implemented in an analogue card. The use of STF instead of classical extraction filters allows extracting directly the voltage and current fundamental components in the α–β axis without phase locked loop (PLL). The performances are good even under distorted voltage conditions. First, the effectiveness of the new proposed method is mathematically studied and verified by computer simulation. Then, experimental results are presented using a DSPACE system associated with the analogue current controller for a real shunt active power filter.     

三相四线制有源电力滤波器的研究及仿真

分析了三相四线制四桥臂有源电力滤波器的工作原理,提出基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法。建立了四桥臂带输出电感的三相四线制的数学模型。基于dq0坐标系下数学模型,采用电流内环的基于前馈解耦PI控制方法,以及PI参数的设计方法。利用三维空间矢量脉宽调制技术(3D-SVPWM)进行电流跟踪控制逆变器的输出,易于数字实现,直流电压利用率高。通过Matlab仿真及试验证明了三相四线制有源电力滤波器系统对三相不平衡四线制系统的三相谐波及无功电流与中性线电流有效的补偿效果。     

有源电力滤波器双开关表直接功率控制策略研究

并联有源电力滤波器的主要功能是实时补偿谐波电流,防止谐波电流流入电力系统造成污染.根据瞬时功率理论,把检测出的谐波功率直接作为参考功率信号,根据功率同开关量的关系,使用双开关表的方法完成对有功功率和无功功率的分别控制.仿真结果表明,采用这种控制策略设计出的有源电力滤波器具有良好的谐波补偿效果.     

基于神经网络电流检测的有源电力滤波器研究

给出了一种用于有源电力滤波器的神经网络谐波及无功电流检测方法，并对基于该方法的并联型有源电力滤波器进行了研究。给出了仿真结果和实验结果。     

并联型有源电力滤波器输出电感选择的新方法

并联型有源电力滤波器(active power filter,APF)交流侧输出电感是连接APF与电网的桥梁,直接影响补偿电流的动态性能,对有源滤波器的补偿特性起着决定性作用。针对电压源并联型有源电力滤波器电感注入电路的拓扑,提出一种严格的基于谐波电流分析的并联型APF输出电感值确定方法。它能根据补偿目的的不同准确计算出最优的电感值。通过对电力系统中广泛存在的非线性整流负载的仿真,验证了该方法的正确性和可行性。     

并联型有源电力滤波器的无功功率选择性补偿方法

有源电力滤波器在不同的应用场合需为负载提供不同的无功功率。为此,提出了一种有源电力滤波器输出无功的可控方法。该方法利用电网负载电流或电网电压产生基波因子,再和电压控制器的输出相乘产生电网电流的控制信号,使得有源电力滤波器能够在滤除谐波时有选择性地补偿无功功率,可以补偿无功或不补偿无功,克服了传统有功平衡控制方法只能实现谐波和无功功率同时补偿(不适合应用于大容量无功功率负载)的缺点,适合于更多的应用场合;并且该方法无需坐标变换,算法简单;此外,该方法还不需要锁相环电路,硬件成本低。实验结果验证了该方法的有效性和正确性。     

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。