LCL-APF恒频直接功率控制的研究

针对LCL输出滤波器三阶系统稳定控制比较复杂,提出了一种新型有源电力滤波器(APF)的控制方法,采用基于PI控制和支持向量机(SVM)技术的恒频直接功率控制(SF-DPC)方法。相对于常规的直接功率控制,该方法可保持开关频率固定,有利于LCL滤波器的设计。同时,为增强控制系统的稳定性,加入了一个有源功率阻尼环节。仿真结果证明,采用该控制策略的APF具有良好的谐波抑制能力和动态性能。     

多机并联LCL型APF谐振特性分析及抑制策略研究

由于LCL型有源电力滤波器(APF)作为一个三阶系统,不仅能够保证滤除高频开关分量,同时在相同的容量下,可大大降低电感取值,因此在配电网被大量采用。然而,随着LCL型APF大量并网,其自身产生的谐振问题开始凸显。本文针对配电网内并联LCL型APF与电网之间交互影响问题,建立了并联LCL型APF系统等效电路模型,并对多机并联LCL型APF系统进行了并联谐振特性分析,得出了并联谐振的表达式;提出一种基于电容支路电流反馈的有源阻尼策略来替代无源阻尼,对APF并联系统机网谐振进行抑制,进而分析了不同有源阻尼参数对并联谐振抑制效果的影响。最后通过RT-LAB仿真验证了上述理论分析的正确性与抑制策略有效性。     

LCL型有源滤波器采样延时补偿策略及阻抗分析

有源电力滤波器（APF）是消除电网谐波质量问题的主要途径之一,而LCL是目前APF连接电网的常用滤波器。为抑制LCL滤波器所引发的谐振问题,基于电容电流反馈的有源阻尼是常用的手段。有源阻尼可有效抑制LCL滤波器引起的谐振,在模拟控制下可等效为并联在滤波电容上的电阻。但因电容电流采样滞后,将使该虚拟电阻阻值为负,呈现负阻尼特性,反而影响系统稳定性。为此,从预测占空比的角度对该问题进行了研究,分别提出了三种针对电容电流采样滞后补偿方法。针对每一种方法计算系统传递函数,并就其对应的虚拟阻抗进行分析。从结果可以看出第二种补偿方法效果最好。最后,以三相LCL型有源电力滤波器为例,通过仿真和实验验证此控制器的可行性。     

三相四线三电平APF并联运行有源阻尼方法

由于滤波性能良好,电感-电容-电感(LCL)滤波器被越来越广泛地应用于有源电力滤波器(APF)。对于单台应用的APF来说,一般采用基于并网电流反馈的有源阻尼方法衰减LCL滤波器的谐振尖峰。然而,在多台APF并联运行以提高补偿容量的场合,传统的有源阻尼方法抑制谐振的效果会显著降低,甚至造成系统无法正常运行。本文在推导并联运行APF的LCL滤波器等效模型的基础上,提出一种新型有源阻尼方法。该方法根据系统并联台数对有源阻尼控制器参数进行自适应调整,提高了APF并联运行系统参数的鲁棒性和系统的稳定性。在3台三相四线三电平APF并联运行系统上的仿真和实验结果验证了所提出方法的有效性。     

有源阻尼与无源控制的弱电网下LCL并网逆变器

针对传统PI控制器存在抗干扰性和稳定性不足的缺点,建立了弱电网下三相LCL并网逆变器的欧拉-拉格朗日数学模型,将无源控制理论引入该系统的控制中。利用有源阻尼法来进行抑制LCL滤波器在谐振频率处存在谐振尖峰,通过对并网电流进行直接控制,以实现系统单位功率因数并网。仿真和实验结果表明复合型有源阻尼与无源控制器的方案能有效抑制LCL滤波器谐振尖峰,且系统的静动态性能在不同的弱电网条件下都很良好,验证了方案的可行性。     

基于LCL滤波器的并联有源电力滤波器电流闭环控制方法

并联有源电力滤波器(active power filter,APF)需要具有较高的补偿带宽和较低的开关纹波含量。LCL滤波器由于可以兼顾低频段增益和高频段的衰减,是APF输出滤波器的较好选择,但LCL滤波器是3阶系统,增加了控制难度。通常应用于APF电流控制的瞬时值反馈内环结合重复控制外环的双环控制性能较好,但其主要是针对单电感滤波器进行设计,难以直接应用于LCL滤波器控制。提出一种简单的内环方案,利用数字控制固有的一拍计算延时进行LCL滤波器的稳定控制,只需一个反馈量,结构简单;由于内环有效地改善了系统的特性,作为外环的重复控制器的设计相对简单。基于LCL滤波器的双环控制方案赋予了系统较高的稳态补偿精度和快速的动态响应。实验结果证明了所提出控制方法的有效性。     

多模块APF并联系统高频谐波环流分析与控制

有源电力滤波器(APF)的高频开关谐波由于通常不包含在电流闭环控制回路内而表现为电压源特性,造成多模块APF模块间的高频谐波环流,增加了系统功率损耗,降低了系统稳定性和控制精度。针对上述问题,对多模块APF并联系统高频谐波环流进行研究,通过构建系统高频谐波环流数学模型,详细分析了环流的形成机理及其影响,并分析了模块输出滤波器(OF)对环流的影响。最后,提出一种多模块APF协调控制方法,以抑制系统高频谐波环流。理论分析和实验结果表明:各模块SPWM载波不同步是高频谐波环流的主要成因;高频环流不流入电网系统;OF能抑制各模块高频谐波电流的非环流分量,而对于环流分量并无明显的抑制效果,相反会降低系统的稳定性;所提模块化APF并联协调控制方案可有效抑制系统的高频谐波环流。     

弱电网下多APF并联耦合及谐振研究

研究了多有源电力滤波器（APF）系统在弱电网下的谐振问题。由于弱电网下存在电网阻抗,并联系统中APF通过公共节点电压相互耦合,产生谐振。首先结合公共节点电压以及网侧电流间的相互关系,得到APF并联系统的传递函数矩阵。针对该传递函数矩阵,分别在LCL滤波器相同和不同参数情况下,对弱电网下APF并联系统的谐振特性展开分析,进而引入虚拟电阻型有源阻尼方法抑制系统谐振。最终搭建仿真和实验平台对研究结果进行了验证,证明了该方法的正确性和优越性。     

基于LCL滤波的三电平APF研究

采用3阶LCL滤波器代替传统并联APF的纹波电感,兼顾到了低频段增益和高频段的衰减,通过理论分析,推导了适用于三电平变流器的LCL滤波器参数选择原则;针对APF补偿电流跟踪控制问题,采用改进型二阶广义积分器算法,消除了积分环节稳态误差,同时克服了电网频率小范围波动以及电压正、负、零序问题对积分器的影响.仿真和实验验证了该APF系统的正确性.     

LCL型APF逆变器侧电流控制新方法

提出了一种基于逆变器侧电流反馈的LCL型有源电力滤波器(APF)电流闭环控制方法,该方法在传统单一逆变器侧电流反馈控制基础上,增加了LCL滤波电容电流的反馈调节,以提高系统控制精度并抑制LCL型滤波器与电网参数的谐振。理论分析和实验结果表明,相对于传统单一逆变器侧电流反馈控制和网侧电流反馈结合滤波电容电流反馈控制的两种典型算法,基于该控制策略的电流闭环控制系统具有较大的稳定裕度和阻尼作用,相应地,系统具有较强的稳定性和较好的谐振抑制能力。     

新型注入式混合有源滤波器的稳定性研究

基于新型注入式混合有源滤波器的拓扑结构,采用检测电网谐波电流控制策略建立了该有源滤波器的数学模型,在此基础上研究了系统的稳定性。考虑到谐波治理的效果,有源滤波器的放大倍数K应越大越好,但系统中的延时环节、无源滤波器参数和电网电感参数都限制了K的取值范围,共同决定了有源滤波器实际能够投入的最大容量。实验结果证明了上述理论分析的正确性。     

注入式混合型有源电力滤波器稳定性研究

在介绍注入式混合型有源电力滤波器的拓扑结构及控制策略的基础上,提出了该有源电力滤波器的数学模型,并利用该模型对系统的稳定性进行深入分析。从谐波抑制效果出发,有源电力滤波器放大倍数K的取值越大越好;但是系统中的延时环节、电网电感参数和无源电力滤波器参数均限制了K的取值范围,从而共同决定了有源电力滤波器实际能够投入的最大容量。分析表明:系统中的延时越小、无源电力滤波器及电网的电感参数越大,则最大放大倍数Kmax越大,谐波抑制效果越好;无源部分对Kmax影响有限。实验结果证明了理论分析的正确性。     

改进后应用于三相三线制的并联混合型有源滤波器

介绍了对并联混合型有源滤波器的一种改进方案,在原来的并联混合型有源滤波器的基础上并联一谐振支路,在不影响原来对谐波的滤除效果的前提下,大大降低了APF的总容量.谐波的检测方法基于瞬时无功功率理论,实时性好,算法相对简单.     

谐振阻抗混合型有源电力滤波器的建模与补偿特性分析

针对谐振阻抗混合型有源电力滤波器的结构特点,建立了谐振阻抗混合型有源电力滤波器的数学模型。在该数学模型基础上,分析了基于检测电网侧谐波电流和负载侧谐波电流的复合控制策略下电流放大倍数变化、电网阻抗变化、无源滤波器失谐和基波串联谐振电路失谐对有源电力滤波器滤波特性的影响。仿真结果表明,该混合型有源电力滤波器具有良好的滤波特性,所得结果可为实际应用提供有效的参考。     

一种混合型有源电力滤波器的研究

提出了一种混合型有源电力滤波器电路结构。该电路由有源滤波器与基波串联谐振支路并联再与无源滤波电路串联构成,用于抑制非线性整流负载产生的谐波电流流入电源侧。在该电路中,无源滤波器分担大部分抑制谐波和无功补偿的任务,减少了有源滤波器的容量;有源电力滤波器用于改善无源滤波器的滤波效果。理论分析和实验结果表明,该混合型有源滤波器充分发挥了无源滤波器和有源滤波器各自的优点,改善了无源滤波器的滤波性能,同时使有源滤波器不再承受基波电压,因此最大限度地减少了有源滤波器的容量,使有源电力滤波器能够应用于大功率场合。     

模块化并联有源电力滤波器

针对大容量非线性负载的谐波抑制问题,依据模块化技术、N 1冗余技术以及非线性环节稳定性理论,提出了一种模块化并联有源电力滤波器,研究了模块化结构、N 1冗余控制、负载电流检测方案以及并联均流策略,对多模块并联系统进行了建模和稳定性研究,设计并实现了基于两台有源电力滤波器模块的并联补偿系统.实验证明,模块化并联补偿方案是可行性的,每台有源电力滤波器模块的输出电流相等,并联补偿系统可以将典型(电流源型)谐波源的网侧电流畸变率降低到补偿前的1/5以下.     

并联混合型有源电力滤波器的建模

为准确分析有源滤波器的运行特点,根据系统控制策略的需要,在考虑了有源滤波器输出的基础上采用开关函数法建立了并联混合型有源电力滤波器的数学模型,这样可推导出装置在系统中电压与电流的关系用于控制信号的产生。实践表明通过采用这种方法建立的模型对有源滤波器的滤波效果比较明显。     

一种新型串联混合有源滤波器及其控制技术研究

混合型有源电力滤波器是当前有源滤波器研究领域的一个重要方向。针对传统有源电力滤波器存在的问题,本文提出了一种新型的基于LC串联谐振的串联混合有源电力滤波器。考虑到传统有源滤波器谐波补偿性能与系统稳定性之间存在矛盾,设计时在电路主回路中引入了串联超前校正环节（PD控制器）,并以此为基础,建立了系统的数学模型,对系统的频率特性和滤波特性进行了分析。仿真结果表明：该新型滤波器滤波性能好,控制方法简单,实用性高;校正环节使系统的相位裕度增大,稳定性提高,谐波补偿性能也得到改善。     

注入式混合有源滤波器直流侧电压抬升问题研究

分析了一种并联谐振注入式混合有源滤波器,这种新型混合有源电力滤波器能够补偿一定的无功,注入支路采用基波谐振的方法大大降低了有源滤波器的容量,使其适用于高压系统.在介绍了系统滤波原理的基础上,分析了实践过程中发现的直流侧电压抬升现象产生的原因,并分析了直流侧电压的抬升过程,提出了从减小死区时间、针对直流侧电压采用滞环比较器、回灌电流前馈控制以及控制直流侧电容以PWM整流的方式吸收或释放适当功率几个方面采取措施抑制这种现象以保护电路器件的方法,现场应用结果证明了研究结论以及提出解决措施的正确性.     

配电变压器集成式混合补偿系统

配电变压器作为配电网高低电压等级交汇点,是电能质量控制的关键节点。针对配电网中广泛应用的Dyn连接组配电变压器,文中提出了一种配电变压器集成式混合补偿系统。有源滤波器(APF)和晶闸管可控电抗器(TCR)以及无源滤波支路通过连接抽头接入配电变压器高压侧三角形绕组。采用TCR实现对无功功率的动态补偿,无源滤波支路设计为容性,扩大TCR补偿无功功率范围的同时,滤除TCR以及负载产生的部分谐波电流,进一步减小APF的容量,APF则用来提升无功补偿动态响应速度以及补偿负载和TCR所产生的谐波电流。仿真验证了所提方案的有效性。