基于瞬时无功功率理论的APF研究

有源电力滤波器(APF)是电能质量治理中用于抑制电网谐波电流的主要装置。APF系统中,谐波电流检测的快速性、准确性决定了系统补偿谐波电流的性能。采用基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法来解决谐波电流的检测问题。通过在EMTDC/PSCAD搭建模型进行仿真计算,验证了理论的正确性。通过制作样机进行测试实验,验证了基于瞬时无功功率理论的APF具有响应速度快、检测准确的优点。     

三相有源电力滤波器电流控制技术研究

电网常用的三相有源电力滤波器(APF)一般都是基于三相六开关拓扑,将三相六开关拓扑中一个桥臂上的2个开关用电容来替代便为三相四开关拓扑,三相四开关拓扑制定相应的控制策略可实现三相六开关APF的功能,一般作为三相六开关APF的一种较为经济的容错拓扑,来提高系统运行的可靠性。针对三相四开关APF控制策略的研究仍比较有限,该文研究了几种三相四开关APF的电流控制方法,并重点研究了基于dq同步旋转坐标系的直接电流控制策略,该控制策略不需要检测谐波电流,减少了所需传感器的数目并更易于利用DSP等数字芯片实现,同时避免了由于谐波检测的误差造成的补偿精度上的问题,通过将APF的数学模型转化到dq同步旋转坐标系下,利用PI控制器便可对电网输出电流的无静差跟踪控制。文中阐述了几种电流控制策略的原理,并建立了三相四开关APF的仿真模型,对基于dq坐标系的直接电流控制策略进行了仿真验证,证明该方法具有较好的动态特性和稳态特性。     

APF空间矢量预测电流控制策略研究

影响有源电力滤波器性能的两个关键环节是无功谐波电流检测环节和电流跟踪控制环节。本文先阐述APF的原理与系统结构,然后对基于ip-iq运算方法的谐波电流的实时检测方法进行论述。为提高APF的电流跟踪性能,采用电压空间矢量预测电流控制方法。最后仿真实验表明,该方法具有更好的电流控制效果。     

基于有源滤波器的玻璃厂谐波治理研究

针对玻璃厂在生产过程中会产生大量谐波的问题,简单描述了有源滤波器的工作原理,并通过对玻璃厂的实际调研进行建模仿真。采用基于比例多谐振调节器的谐波电流跟踪算法,并设计了APF主电路参数。仿真结果表明,投入该APF达到了良好的谐波治理效果,为玻璃厂实际的谐波治理提供了参考。     

三相有源电力滤波器非线性滑模控制

为了提高三相有源电力滤波器(APF)实时跟踪和补偿谐波的能力,基于状态反馈精确线性化理论提出了一种有源电力滤波器(APF)非线性滑模控制策略。为了提高APF系统的动态性能和跟踪能力,建立了APF系统的仿射非线性模型,设计了电流内环非线性控制策略,并采用线性二次型调节器(LQR)方法进行了控制参数整定。为了调节和稳定系统的直流电压,采用滑模控制(SMC)进行了电压外环设计。搭建了仿真和实验平台,实验结果表明,该方法具有较好的动态响应、稳态特性和鲁棒性。     

一种改进的有源电力滤波器的应用研究

介绍了有源电力滤波器APF的基本工作原理、谐波和无功电流检测方法以及电路中补偿电流控制方法。在此基础上提出了一种改进设计,并通过MATLAB/Simulink对并联电压型APF进行仿真研究。结果表明,三角波比较控制的APF能对谐波电流和无功进行较好的补偿。     

基于预测电流控制算法三相电源功率因数校正的研究

有源电力滤波器(APF)是一种能动态抑制谐波的电力电子设备。在APF的传统控制方法中,首先要检测出负载电流的谐波成分作为指令信号,然后使APF输出电流跟踪指令,从而抵消负载电流的谐波,使电网电流为理想的工频正弦波。通常只是检测的精度和速度会影响APF的补偿精度。本文针对滞环比较法和三角波比较法存在的缺点,提出一种新的预测电流控制策略,建立了数学模型,并在模型的基础上对其进行仿真。仿真结果表明,预测电流控制可以很好地改进功率因数。     

基于能量平衡思想的直流侧APF的分析与设计

直流侧APF电容电压反映了输出有功功率的变化,根据能量守恒原理提出了一种基于能量平衡的直流侧有源电力滤波器控制方法,省去了补偿电流参考指令的复杂计算,比传统的桥式逆变器组成的APF控制方法简单,节省功率开关器件.阐述了该方法的原理,分析设计了APF控制系统电流环、电压环控制器,并用MATLAB对该方法进行了动态仿真研究,进一步验证了谐波控制方法的正确性和有效性.     

有源滤波器的灰色预测控制技术

为了有效地补偿非线性负载中的谐波电流,针对数字化的APF系统,提出了基于灰色预测的APF预测控制方案,根据灰色系统理论的GM(1,1)模型,建立负栽电流谐波的灰色预测模型,并将其应用于APF谐波补偿控制装王.结果表明,采用灰色预测控制能较好克服APF滞后对谐波补偿的影响,改善了系统的性能.     

并联型有源电力滤波器补偿电流检测方法及仿真

利用MATLAB仿真软件建立了基于i<,p>-i<,q>运算方法的谐波电流检测电路仿真模型,并给出了仿真结果.在此基础上,分析了相关参数的波形,进而对检测方法的有效性进行了验证.随后,对低通滤波器在谐波电流检测中的影响进行了分析,重点分析了低通滤波器的截止频率和阶数对检测速度和精度的影响,从而为谐波电流检测电路中相关参数的设置提供参考,论文对实际APF装置的开发有一定的借鉴作用.     

基于LCL滤波器的谐波抑制型能量回馈器的研究

针对LCL滤波器存在谐振尖锋的问题,在电流单环控制的基础上加入了有源阻尼电流环,讨论分析了逆变器侧电流环和有源阻尼电流环的电流双闭环控制方法.在电网电压具有较高的谐波干扰下,电流双环控制不能完全抑制因扰动引起的电流谐波,故提出了重复控制器与电流双闭环结合的复合控制技术.分别从系统的稳定性、扰动抑制性、收敛性和稳态误差特性几个方面对复合控制技术进行了讨论和分析.基于Matlab/Simulink平台建立了LCL型能量回馈器逆变系统的仿真模型,进行了关键参数的调试,并对输出电流谐波含量和电网电压有谐波干扰时输出电流波形的谐波含量进行了对比.研究结果表明,基于重复控制和电流双环控制的复合控制技术的能量回馈器输出的电流谐波含量更低,对外部干扰的抑制能力更好.     

基于降阶双环自抗扰的永磁同步直线电机电流谐波抑制

永磁同步直线电机由于反电势和逆变器频繁切换导致电流谐波分量较大,同时参数时变以及负载突变等扰动严重影响伺服系统的控制精度。本文采用一种基于降阶状态观测器的双环自抗扰伺服控制算法,以降低控制系统的谐波抑制从而提高控制精度。首先,构造了位置速度环级联的二阶自抗扰控制器。运用极点配置法对三阶线性状态观测器进行降阶,减小了相位滞后的影响,提高了伺服系统的控制精度;其次,电流环采用一阶非线性自抗扰控制器,消除了积分饱和的影响,降低了三相电流的谐波含量。最后,与基于自抗扰控制的其他优化算法进行对比,实验表明在多工况下降阶双环自抗扰控制的总谐波失真不超过2.13%,推力波动可减小至1.49%,稳态误差不大于15μm。     

静止无功发生器SVG的VF-DPC控制策略

针对静止无功发生器(SVG)传统电流控制方式输出谐波较多、电流响应速度慢的问题,介绍了静止无功发生器的工作原理及运行特性,提出了一种基于虚拟磁链定向的直接功率控制策略(VF-DPC),以瞬时功率与给定功率的计算差值为依据,在设计中采用双滞环结构的思路对电压矢量扇区内开关表进行改进,将差值送入开关表选取矢量,并以整流器开关的模式实现了系统控制。同时运用Matlab/Simulink工具,基于TSM320LF2812D型DSP的平台,对VF-DPC的补偿方案进行了仿真调试,将实验室搭建系统应用于冶金电网。研究结果表明,基于虚拟磁链定向的直接功率控制的静止无功发生器能够缩短补偿电流全动态响应时间,减小输出电流畸变量,且现场测试系统电网功率因数得到大幅提高,输出电压电流相位相同,完全满足系统无功补偿控制要求。     

基于三相-单相矩阵变换器的串联谐振调制策略

在分析了三相-单相矩阵变换器驱动串联谐振负载基本调制策略的基础上,主要针对如何改善网侧输入电流波形,减少谐波含量,提出了一种全新的改进调制策略,并详细介绍了这两种调制策略的原理.经过仿真试验对比分析,结果表明改进后的调制策略在改善输入电流波形上具有很好的效果,大大降低了谐波含量.     

A type of inverter power supply based on harmonic elimination PWM control

In order to output sine wave with small degree of distortion and improve stability,a type of inverter power supply is designed based on harmonic elimination pulse-width modulation(PWM)control.The rectifier and filter are added to input circuit of the inverter.Single-phrase full-bridge inverter performs the function of converting direct current into alternating current(DC/AC).In the control circuit,single chip micyoco(SCM)AT89C2051 is used for main control chip to accomplish the hardware design of the control system.A given value of output frequency of the inverter is input in the way of coding.According to the output frequency code which is read,SCM AT89C2051 defined harmonic elimination PWM control data which will be selected.Through internal timing control,the switches are switched under this provision of PWM control data.Then the driving signals of the switches in the inverter are output from I/O of SCM AT89C2051 to realize harmonic elimination PWM control.The results show that adding Newton homotopic algorithm of harmonic elimination PWM control to corresponding software of the control system can make the quality of output voltage of the inverter higher and it will have broad application prospects.     

柴油机隔振系统液压作动器线性化控制试验研究

针对实际柴油机双层隔振系统，解决次级通道中液压作动器的非线性问题。利用预补偿模型参考自适应逆控制方法(PCMRAIC控制)，在宽频段内对主动控制的次级通道实施线性化控制。在单频正弦输入下进行了线性化控制对比试验，试验结果表明：次级通道拾取的响应成分中存在的直流偏移量和偶次谐频非线性成分均被消除，而奇次谐频非线性成分也在很大程度上被削弱，试验噪声也被滤掉。     

交流调谐滤波器失谐度检测方法的研究

失谐度的在线检测是评估调谐滤波器运行状态和实现滤波器自动调谐的关键,但是,按照失谐度的定义难以实现失谐度的在线直接测量。通过对滤波器失谐特性的分析,推导出失谐度与滤波器谐波阻抗角的正切值成正比关系,并由此提出了一种失谐度的间接测量方法。对母线电压和滤波器电流进行同步采样,利用离散傅立叶变换求取滤波器的谐波阻抗角,进而计算出失谐度。建立了基于LabVIEW的失谐度在线检测系统,实验结果表明该方法的测量精度满足自动调谐控制系统的要求。     

基于广义瞬时无功功率理论的谐波电流检测

针对传统的电网谐波检测过程中仅能检测总谐波含量的问题,提出了一种基于广义瞬时无功功率理论的新检测算法。该算法在传统的瞬时无功功率理论i p-i q基础上进行了改进,先把电网谐波电流进行广义的旋转坐标变换,使得被检测电流变为直流分量,再将其通过低通滤波器后进行了坐标反变换,最后得到了所需的特定次谐波电流。同时对三相电网电压不对称引起的正余弦信号相位偏差进行了验证,得出了电压不对称不影响检测结果的准确性。研究结果表明,该算法灵活性高,只需要修改坐标变换的矩阵,就可以检测出不对称三相三线制系统中的任意次谐波的正序、负序分量,两者相加即得到所需的谐波电流。Matlb仿真结果验证了该检测方法的可行性。     

静止补偿有源滤波器实现方法

分析了基于电流检测的并联APF动态监控原理,提出了由微机控制的APF动态监控系统.对其进行了理论分析,介绍了系统结构和控制方案.实验表明该系统有效地解决了有源电力滤波器容量与开关频率的矛盾,不仅能同时完成无功补偿、谐波抑制和三相电流平衡的三大功能,而且对系统参数的变化适应性更强,补偿效果好.