有源电力滤波器重复控制的实验研究

为解决有源电力滤波器（APF）采用传统比例控制算法时补偿精度不够高的问题,将比例控制与重复控制相结合的方法应用到有源电力滤波器电流跟踪控制环路中。开展了重复控制环路的参数设计,分析了重复控制环路的稳态精度及动态响应速度,并在15kVA三相四线制并联型有源电力滤波器装置上进行了实验验证;在满足系统稳定的前提下,分别选取不同的重复控制环路参数实验,指出了最适合该装置工程应用的最优参数。实验结果证明,采用比例控制与重复控制组合的方法能够在保障系统动态性能的同时有效地消除稳态误差。     

三电平APF的LCL滤波器设计和分析研究

针对有源电力滤波器(APF)补偿谐波电流时纹波较大的问题,对二极管箝位型(NPC)三电平APF的LCL滤波器设计和分析方法进行了研究。分析了滤波电感、电容和阻尼电阻等各个参数对LCL滤波器的影响,给出了LCL滤波器的设计原则和约束条件,提出了一种简单实用的LCL滤波器设计方法。首先,根据有源电力滤波器需要补偿谐波电流的最高次数和开关频率选定LCL滤波器谐振频率;然后,为了解决低频谐波电流和高频开关纹波电流互相干扰的问题,同时为了减小电感体积、节约成本,根据设计原则和约束条件对LCL的各个参数进行了优化设计;最后,在5 kVA三电平并联型有源电力滤波器实验平台上进行了实验验证。实验及研究结果表明,该设计方法在保证有源电力滤波器高补偿带宽的同时可以有效降低其纹波电流。     

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。     

模糊控制在有源电力滤波器直流侧中的应用

针对有源电力滤波器(APF)直流侧采用PI控制在启动时存在电压超调大和电流冲击以及在负载突变时电压波动大的问题,设计了一种参数模糊自整定PI控制方法来实现软启动和提高鲁棒性。以并联型三相三线有源电力滤波器为例,分析了其工作原理并提出了软启动方法,详述了模糊控制器的设计过程。仿真结果表明有源电力滤波器采用该方法在启动时能使直流侧电压平稳上升至给定值,启动电流也无冲击现象,并且鲁棒性强,证明此方法是可行的。     

基于滑模控制的有源滤波器充电站谐波治理研究

充电站谐波治理是发展电动汽车和提高电能质量的必然要求。在建立充电站谐波源模型的基础上,利用电流误差信号作为滑模面,提出了采用等速指数趋近率的滑模控制策略,对有源滤波器主电路开关元件进行控制,实现充电站谐波电流的补偿,并通过仿真实验验证了方法的正确性和可行性。该滑模控制方法能削弱抖振现象,具有良好的动态品质,计算量少,适用于充电站有源电力滤波器的实时控制。     

现代电能质量控制技术

本文对基于电力电子技术的电能质量控制技术及其发展进行了较全面的介绍,其中包括不间断电源(LJPS)、配电系统静止无功补偿器(DSTATCOM)、有源电力滤波器(APF)、动态电压调节器(DVR)和统一电能质量控制器(LPQC)技术.     

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DSP的有源电力滤波器研究

分析了有源电力滤波器（active power filter,简称APF）的系统结构和工作原理,采用基于瞬时无功功率理论的ip-iq检测算法,计算出APF的谐波指令电流,并选择电流跟踪控制方式之一的滞环比较方式。采用PSCAD/EMTDC软件为工具,对APF进行了建模及仿真分析;并在此基础上,设计了基于DSP的控制系统,仿真和试验结果证明了控制策略的有效性。     

基于提升小波变换的并联型有源滤波器的研究

并联型有源电力滤波器可较好地补偿电流源产生的谐波.根据电力系统要求实时性跟踪的特点,提出了一种基于提升小波变换的实时检测电力系统中谐波电流的新方法,构建了系统的仿真模型.仿真结果表明,此方法可以很好地跟踪时变谐波,准确检测出闪变电流信号,可以满足有源滤波器(APF)的实时检测要求.荚键词:有源电力滤波器;谐波检测;提升小波;仿真     

基于双同步坐标系的解耦锁相环在并联型APF中的应用

针对电力系统中的电能质量问题和有源滤波器的锁相环节的准确性对滤波效果的影响,在对谐波和无功产生的原因进行分析的基础上,对有源滤波器(APF)改善电能质量的有效性进行了阐述。在电网电压平衡和不平衡、频率变化等各种环境下,在仿真平台Matlab/Simulink上对两种软件锁相环(SPLL)的锁相跟踪能力进行了比较。根据仿真结果,提出了将鲁棒性更好的基于双同步坐标系的解耦软件锁相环代替传统锁相环,并应用在有源滤波器中。研制了一台基于TMS320F28335DSP的有源滤波器样机,分别在电网电压平衡、不平衡以及负载突变等情况下进行了一系列实验,观察了APF样机在不同工况下的滤波效果。实验结果表明,应用了该锁相技术的有源滤波器具有较好的滤波效果和较强的电网环境适应性。     

基于双同步坐标系的解耦锁相环并联型APF中的应用

针对电力系统中的电能质量问题和有源滤波器的锁相环节的准确性对滤波效果的影响,在对谐波和无功产生的原因进行分析的基础上,对有源滤波器(APF)改善电能质量的有效性进行了阐述.在电网电压平衡和不平衡、频率变化等各种环境下,在仿真平台Matlab/Simulink上对两种软件锁相环(SPLL)的锁相跟踪能力进行了比较.根据仿真结果,提出了将鲁棒性更好的基于双同步坐标系的解耦软件锁相环代替传统锁相环,并应用在有源滤波器中.研制了一台基于TMS320F28335DSP的有源滤波器样机,分别在电网电压平衡、不平衡以及负载突变等情况下进行了一系列实验,观察了APF样机在不同工况下的滤波效果.实验结果表明,应用了该锁相技术的有源滤波器具有较好的滤波效果和较强的电网环境适应性.     

电动汽车充电站中谐波及无功电流动态补偿研究

随着新能源汽车在社会上的逐渐普及,电动车辆的充电需求也在日益增加,电动汽车充电站的谐波及无功补偿问题便成为了热点。有源电力滤波器(APF)作为一种具有动态补偿能力的电力电子设备,在大型公共充电站具有较好的应用前景。现介绍一种采用单相谐波检测方法的有源电力滤波器,对于电动汽车充电站建设运营具有较好的指导意义。     

前端电流检测型有源电力滤波器在雷达系统的仿真

目前雷达系统中整流方式主要采用的是晶闸管或者二极管电路,雷达系统负载种类多、非线性严重、工作模式多,产生较大的谐波电流,使得电网电压波形变形严重,影响电网系统中其他设备的正常运行。解决这一问题的方法有两种:第一种对电源系统本身进行改造,采用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为功率元件,然后采用脉冲宽度调制(PWM),能够从根本上解决谐波源的发生,但此方法成本较高,不适合实际工程上采用;第二种方法是在电网侧增加电流谐波抑制装置,达到矫正电网侧电流以及电压波形的目的。有源电力滤波器(APF)是近年来研究的热门,其动态性能好,不与电网产生谐振,对不同频率的谐波均具有较好的补偿效果。本文提出了基于前端电流检测的有源电力滤波器在雷达系统中的应用,分析了工作原理,并验证了其有效性。     

四辊卷板机侧辊位移跟踪控制

针对四辊卷板机侧辊位移跟踪控制存在负载变化、参数摄动和未建模动态等不确定性问题,提出一种基于非线性扰动观测器的自适应滑模控制策略。采用非线性扰动观测器在线获取并补偿等效扰动;针对引入非线性扰动观测器后的系统,采用反步法设计自适应滑模控制器,利用自适应律动态补偿扰动观测误差,以降低滑模控制器的切换增益。该设计方法放宽了滑模切换增益对系统不确定性上界的先验性要求,降低了外界干扰和系统不确定性对侧辊位移跟踪性能的影响。同时,采用李雅普洛夫方法证明了侧辊位移跟踪闭环控制系统的稳定性。根据工程实际参数进行仿真,结果表明,该控制策略对系统的不确定性,特别是负载变化具有较强的鲁棒性,可以满足侧辊位移快速、精确跟踪的要求。     

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。     

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.     

反推模糊滑模控制在无人机制动系统的应用

针对无人机防滑制动系统（ABS），提出了一种反推模糊滑模控制方法。在机电作动器模型的基础上，建立无人机制动系统纵向动力学模型。为了克服制动系统的高阶非线性，采用Barrier Lyapunov函数设计了ABS控制器，确保无人机在制动过程中的滑移率能够在预设范围内跟踪参考值。然后，通过功率快速终端滑模控制算法实现ABS控制器所需的高性能制动压力控制，在此基础上建立模糊校正器以提高机电执行器（EMA）在不同制动压力范围内的动态自适应能力。实验结果表明，所提出的制动压力控制策略能够提高EMA的伺服性能，实验结果表明，所提出的控制策略在各种跑道条件下都具有良好的稳定性。     

H桥级联型有源电力滤波器研究

为了确保电网电能质量达标,有源电力滤波器被广泛应用到电网中.为分析有源电力滤波器的工作性能,文章首先建立H桥级联型有源电力滤波器并网结构,然后分析有源电力滤波器谐波检测原理,以及分析APF产生脉冲的调制方式,最后通过仿真验证H桥级联型APF补偿谐波的性能.     

改进重复控制方法在并联型有源电力滤波器中的应用研究

有源电力滤波器的电流控制器设计直接影响电流谐波的补偿效果,采用比例积分PI控制跟踪交流信号时存在静差,而基于内模原理的重复控制在特定频率处有无穷大的增益,能够实现电流无静差跟踪,但系统动态响应速度慢。因此,该文提出将PI前馈控制与重复控制相结合的改进重复控制方法。该方法能够对电流进行无静差跟踪,且对系统谐波具有较好的抑制效果。通过Matlab/Simulink仿真软件和APF装置验证了系统对电流谐波具有较高的补偿精度且系统的动态性能较好。     

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。