矢量理论在谐波和无功电流检测中的应用与改进

基于通用瞬时无功功率理论,对矢量理论在有源电力滤波器的谐波和无功电流检测算法中的应用进行了分析和改进.改进的算法针对电网电压存在谐波分量的情况,在保证补偿前后系统有功功率保持不变及不严重影响算法运行时间的前提下,在基准电流求取过程中增加了电压基波正序分量的检测环节,保证补偿后电流与供电电压基波正序分量同相位,完全消除三相四线系统中的谐波无功和不平衡分量.通过Matlab仿真给出了有源滤波器在电压含有零序分量及谐波分量情况下基准电流的检测结果,表明了该方法的准确性.     

矢量理论在谐波和无功电流检测中的应用与改进

基于通用瞬时无功功率理论,对矢量理论在有源电力滤波器的谐波和无功电流检测算法中的应用进行了分析和改进。改进的算法针对电网电压存在谐波分量的情况,在保证补偿前后系统有功功率保持不变及不严重影响算法运行时间的前提下,在基准电流求取过程中增加了电压基波正序分量的检测环节,保证补偿后电流与供电电压基波正序分量同相位,完全消除三相四线系统中的谐波无功和不平衡分量。通过Matlab仿真给出了有源滤波器在电压含有零序分量及谐波分量情况下基准电流的检测结果,表明了该方法的准确性。     

改进型的i_d-i_q谐波检测方法研究与仿真

准确、快速、易于实现的谐波检测方法对有源电力滤波器的控制十分重要。在总结现有谐波检测理论的基础上提出了一种谐波检测方法,该方法不受电源电压畸变影响。通过对三相电源电压的预处理分离出电压正序分量,进而利用d-q变换实现了电流基波正序有功分量的准确检测。研究结果表明,该算法在理想电网电压和畸变电网电压条件下,均能获得正确的基波正序有功和无功电流,为在有源电力滤波系统中实现对谐波电流、无功电流和不对称分量的综合补偿提供了合理的参考指令电流。     

四桥臂三相四线制并联型APF-STATCOM

通过增加畸变相位闭环控制环节准确锁定基波正序电压初相角,提出了一种能在电网电压不平衡或畸变时准确检测出基波正序有功电流和无功电流的谐波和无功电流检测算法,且可直接适用于三相三线或四线系统;给出了一种能在电网电压不平衡或畸变时对基波正序无功功率进行独立补偿的解耦控制方案.基于所提检测方法及控制方案,四桥臂三相四线并联型APF-STATCOM能在电网电压不理想和负载不对称且非线性的条件下实现用同一原理同时实现谐波抑制、无功和负载不平衡补偿这几种功能.理论推导验证了所提检测方法的正确性,基于Matlab/Simulink的仿真结果证明了所提检测方法及控制方案的有效性,并且具有良好的动态特性和快捷的无功阶跃响应.     

四桥臂三相四线制并联型APF-STATCOM

通过增加畸变相位闭环控制环节准确锁定基波正序电压初相角,提出了一种能在电网电压不平衡或畸变时准确检测出基波正序有功电流和无功电流的谐波和无功电流检测算法,且可直接适用于三相三线或四线系统;给出了一种能在电网电压不平衡或畸变时对基波正序无功功率进行独立补偿的解耦控制方案。基于所提检测方法及控制方案,四桥臂三相四线并联型APF-STATCOM能在电网电压不理想和负载不对称且非线性的条件下实现用同一原理同时实现谐波抑制、无功和负载不平衡补偿这几种功能。理论推导验证了所提检测方法的正确性,基于Matlab/Simulink的仿真结果证明了所提检测方法及控制方案的有效性,并且具有良好的动态特性和快捷的无功阶跃响应。     

基于线性滤波器的三相四线制谐波电流检测

针对三相四线制电力系统的结构特点及现有谐波检测方法的不足,提出了一种基于二维线性滤波器和瞬时对称分量计算的不对称三相四线制谐波电流检测新算法.该算法的检测原理是利用二维线性滤波器分别检测出各相不对称基波电流,通过改进瞬时对称分量法得到各相电流基波正序分量,从而检测出各相谐波电流.理论推导和Simulink仿真结果表明,该方法能够准确快速地检测出三相四线制电力系统中的谐波电流及无功电流,具有较好的动静态性能.     

不平衡畸变电网电压下的谐波检测

此处分析了三相四线制有源电力滤波器(APF)基于佛布迪(FBD)的谐波电流检测算法,针对它在不平衡畸变电网电压下的不足,提出一种改进的谐波电流检测算法。该方法利用三角函数矩阵与电网电压运算,得到基波正序电压,再基于单同步坐标系软件锁相环(PLL)实时跟踪基波正序电压的相位,进而快速求取谐波指令电流。仿真分析和实验结果验证了该方法的检测结果不受电网电压不平衡和畸变影响。     

基于同步坐标的有源电力滤波器检测策略

针对有源电力滤波器(APF)谐波抑制效果在很大程度上取决于对电网中无功、谐波和负序电流快速而准确监测的问题,提出一种用于无功、谐波和负序电流检测的改进的同步参考坐标法.将采样得到的三相电网电压变换到α-β坐标系,由相关分量合成所得矢量就是电网正序基波分量和负序基波分量的叠加,进而得到理想的基波电压,可计算出cos θ、sin θ.所提出的方法通过对电网正序基波电压矢量的同步旋转跟踪,可以省去锁相环及三角函数的计算.采用Matlab软件仿真及实验模拟三相不平衡负载的检测,结果均证明了采用所提方法的APF具有良好的补偿性能.     

一种新型的谐波及无功电流检测算法

为了实现有源电力滤波器(APF)谐波电流的快速、精确检测,对谐波电流的检测算法进行了研究,提出了一种新型的谐波电流检测方法,利用对称基准旋转相量求解基波正序有功电流的幅值,分别计算电压、电流与基准旋转相量相位差的正余弦值,从而求出基波功率角,消除基准旋转相量与电网电压的相位偏差。Matlab仿真结果表明,在电网电压不对称、且畸变的情况下,能准确提取基波正序有功电流,适用于有源电力滤波系统中谐波、无功及负序电流的综合补偿。     

不平衡负载下并联有源电力滤波器的控制策略

针对工业现场存在的不平衡负载(包括线性负载和非线性负载)导致的电网电压畸变和不平衡,在瞬时无功功率理论基础上,提出2种新检测算法及2/2变换矩阵,物理意义明确,可实时准确地分离出基波正序、基波负序及各次谐波电流,实现有源电力滤波器补偿策略的灵活选择--既可只补偿高次谐波和基波无功,充分利用有源电力滤波器的容量;亦可在容量许可的情况下同时补偿高次谐波、无功及基波负序。Matlab仿真研究和实验结果表明该算法的可行性。     

基于TMS320F2812控制的有源电力滤波器研制

电力电子装置等非线性装置的大量使用使电力系统谐波问题严重,会影响电力系统和用电设备的安全运行。有源电力滤波器(APF)作为一种有效的滤波器装置,具有响应速度快、滤波效果好,不受系统阻抗影响的特点。研制了基于TMS320F2812控制的APF,TMS320F2812速度快、精度高,采用优化设计的低通滤波器、i_p-i_q谐波检测算法和定时比较PWM控制。实验结果表明,所研制的滤波器的稳态和动态性能良好。     

Novel configuration for three-phase hybrid power filter

A novel configuration for the power converter of a three-phase hybrid power filter is proposed in this paper. This power converter uses only a two-arm bridge structure and a DC capacitor. The hybrid power filter is configured by the proposed power converter serially connected with a passive power filter set. The salient feature of this hybrid power filter is that it permits one of the power lines of the utility connected directly to the negative terminal of the DC capacitor located in the DC side of the power converter through the passive power filter set. Consequently, the power converter uses less number of power electronic switches to reduce the manufacturing cost. A three-phase prototype is developed and tested to verify the performance of the hybrid power filter using the proposed power converter. The experimental results show that the hybrid power filter using the proposed power converter can reach the expected performance.     

高精度、低纹波稳定电源用直流有源滤波器研究

对用于一种特殊的高精度、低纹波直流电源的直流有源滤波器的主电路结构和抑制纹波的基本原理进行了分析 ,提出了两种控制方法 ,并在此基础上研制出了实验装置。结果表明 ,由无源滤波器和有源滤波器构成的混合滤波器能大大降低电流纹波和提高电源的稳定精度。一台实际的工业装置测试表明 ,其纹波达到了 10ppm。     

分次补偿方式的并联型混合电力滤波器研制

介绍了由有源电力滤波器和无源滤波器并联构成混合滤波系统的工作原理，分析了有源和无源滤波器并联补偿谐波时谐波电流分配的问题，提出采用分次补偿的控制策略，并对系统控制策略的软件方法和控制电路的硬件实现进行了阐述。在此基础上研制了一台250kVA／380V并联混合型电力滤波器装置。该装置已应用于治理中频炉负载的工业现场。仿真和现场应用结果表明，采用该控制方法，可以在保证良好的补偿特性的同时，有效减少有源滤波器部分的容量，从而降低了整个装置的成本，更加适用于治理中大容量谐波负载的场合。     

串联混合有源滤波器设计中的几个关键问题

提出了在负载变化范围很大和有严重电网电压畸变的情形下,串联混合有源滤波器（SHAPF）设计和实现中的几个重要影响因素,并具体给出了特殊设计的无源滤波器、自适应的参数控制和多变量的复合控制方案等的解决方案。这种SHAPF工作稳定,谐波抑制性能好,引起的附加无功电流小。仿真与实验结果证明了分析的正确性与设计方案的有效性。     

并联混合型电力有源滤波器的研究

并联混合型电力有源滤波器（ＨＳＡＰＦ）是结合并联型电力有源滤波器和并联无源滤波器的一种谐波补偿装置。详细分析了它的工作原理和控制方法,理论分析和实验结果表明该谐波补偿装置具有良好的谐波补偿特性。     

一种低压电网无源滤波器改造方案

针对无源滤波器的缺陷,提出了一种低压电网无源滤波器改造方案.在已安装无源滤波器的基础上,将有源滤波器通过小电感与无源滤波器相连,设计了混合有源滤波器.阐述了有源滤波部分谐波检测与控制方案的选取、新增补偿容量与品质因数的确定.实验与仿真结果表明,该方案具有能抑制谐波放大现象和提高滤波效果的特点.     

有源电力滤波器综述

介绍了用于电力系统谐波及无功补偿的有源电力滤波器的基本补偿原理、谐波及无功电流检测方法、控制方案、主电路形式等。     

基于自适应谐波检测的混合式电力滤波器的研究

基于瞬时功率理论的ｉｐ－ｉｑ检测方法具有较好的实时性,在混合式电力滤波器中得到了成功的应用。但这一方面是把三相瞬时电流变换到α－β两相正交的坐标上经过运算,反变换反求得谐波。处理方法上把三相作为一个整体来处理,因而调整比较困难,而且对元件参数敏感。本文基于干扰自适应对消原理,设计一种自适应谐波检测电路,并介绍用该检测电路构成混合式电气滤波器的样机设计。样机实验结果验证了设计方案的可行性和正确性。     

高压直流输电用直流有源电力滤波器的研究

详细分析了直流有源电力滤波器的构成及其工作原理,在此基础上研制了实验装置。实验结果表明,采用无源滤波器与有源滤波器构成的混合滤波器,能进一步提高高压直流输电系统直流侧的滤波性能。