有源电力滤波器谐波检测及控制方法综述

有源电力滤波器(APF)是补偿电力系统谐波及无功功率的重要装置,有效的谐波检测方法和控制方法,将大大改善电力系统高次谐波污染,提高电网的供电质量。文章分别介绍了有源电力滤波器的谐波检测方法和有源电力滤波器的控制方法,阐述了这些方法在APF中的应用情况,并指出有源滤波器目前存在的问题。     

有源电力滤波器的现状及发展趋势

有源电力滤波器用于动态抑制谐波和补偿无功，可以有效地改善电网质量。针对国内外学者提出的一些有源电力滤波器的种类、谐波检测方法和补偿的控制策略进行了评述，指出了各类有源滤波器的特性及其在电力系统中的应用，各种谐波检测方法和控制策略的优缺点；概述了有源电力滤波器的应用现状；对其发展趋势和研究动向提出了看法。     

并联有源电力滤波器两种谐波检测方法的研究

介绍了ip-iq法和网侧电流法两种谐波电流检测方法的有源电力滤波器,对比传统有源电力滤波器ip-iq谐波检测方法的复杂性,提出了网侧电流检测法。此种方法不仅省去了传统有源滤波器谐波检测单元而且更为简单实用,并在Matlab/Simulink环境下,对两种谐波检测方式的有源电力滤波器进行了仿真分析比较,证明了网侧电流检测法的有效性和优越性。     

定频积分控制的三相4线有源电力滤波器

有源电力滤波器(APF)是谐波抑制和无功补偿的有效方法.采用定频积分控制的有源电力滤波器摆脱了先检测谐波和无功电流,然后根据检测信号产生补偿电流的传统控制方法,简化了有源电力滤波器的结构.将该方法用于三相4线制有源电力滤波器,抑制谐波,提高功率因数并解决三相不平衡问题.     

无谐波检测电力电子滤波器的仿真与特性分析

近年来谐波治理得到了各方面的重视。有源电力电子滤波器是当今治理谐波的主流。现阶段大部分有源电力电子滤波器的核心在于对电网侧电流的谐波检测。通过分析有源电力电子滤波器中交流侧与直流侧的能量交换,推导出了谐波检测的不必要性,最后引出了基于无谐波检测的有源电力电子滤波器,并讨论了与其相关的控制策略。同时在MATLAB上分别对基于无谐波检测的电力电子滤波器与基于谐波检测的电力电子滤波器分别进行了仿真。通过对二者结果的比较可以得出,基于无谐波检测的电力电子滤波器能够较好地抑制非线性负载产生的谐波,同时也分析了基于无谐波检测电力电子滤波器的优点与不足。     

三相三线制有源电力滤波器的研究综述

为了对电网中的谐波分量进行有效检测和抑制,在综合现有文献的基础上,介绍了有源电力滤波器的工作原理、多种谐波检测算法、谐波抑制策略及应用较为广泛的控制方法,并基于此提出有源电力滤波器的不足与改进。     

基于PSCAD的并联型有源电力滤波器系统的仿真研究

简述了有源电力滤波器的基本工作原理和构成,重点分析了谐波电流检测和补偿电流控制方法,并用PSCAD/EMTDC仿真软件对三相有源电力滤波器系统进行建模及仿真分析。仿真结果表明,有源电力滤波器采用所述谐波电流检测和补偿电流的控制方法具有很好的谐波补偿效果。     

谐波电流检测位置对有源电力滤波器性能的影响研究

本文介绍了并联有源电力滤波器谐波补偿的工作原理,分析对比了2种谐波电流检测位置下的谐波补偿控制算法。在PSIM9.0仿真软件中分别搭建了这2种电流检测位置下的有源电力滤波器仿真模型。仿真结果表明,2种谐波电流检测位置下的有源电力滤波器均可以实现治理谐波的目的,并且比较了滤波器在负载侧检测谐波电流和在电网侧检测谐波电流的不同特点。     

基于改进SOGIQ PLL与卡尔曼滤波的APF谐波检测方法研究

谐波污染的有效治理是电能质量控制的关键。基于有源电力滤波器可实现对谐波的跟踪及补偿的优点,电网中常采用有源电力滤波器实现谐波的治理,但有源电力滤波器谐波检测应用的传统ip-iq法存在检测精度低、速度慢的问题。正基于此,该文提出了一种融合二阶广义积分正交锁相环和卡尔曼滤波器的新型ip-iq谐波检测方法。以改进型二阶广义积分正交锁相环,提高相角检测准确度;以卡尔曼滤波器提升滤波跟踪实时性。通过理论推导结合仿真分析,结果表明该方法能实现谐波的有效补偿,从而提升谐波检测准确性。     

基于DSP和滑模变结构控制的三相三线有源电力滤波器

针对滑模变结构控制方法在有源电力滤波器中的应用问题,提出了基于DSP的有源电力滤波器的谐波和无功电流实时检测方法,建立了三相三线有源电力滤波器电流控制回路数学模型,提出了滑模变结构控制方法,对该控制策略下三相三线有源电力滤波器的控制性能进行了分析,该方法跟踪的快速性好,系统的稳定性好,具有良好的纠偏能力。给出了基于该检测和控制方法的有源电力滤波器的仿真和实验结果,结果证明了该方案应用于有源电力滤波器的正确性和可行性。     

基于FBD法有源电力滤波器谐波电流检测方法

介绍了一种基于FBD法的有源电力滤波器谐波电流检测方法,分析了基波有功电流和基波无功电流、谐波电流、基波负序电流和任意次谐波电流等的检测原理。该方法采用锁相环产生参考电压,将负载电流投影到参考电压上,通过低通滤波器可以准确检测出各种电流分量,并且在电网电压畸变情况下,该方法同样适用。Matlab/Simulink仿真结果证实了该方法的正确性和有效性。     

多相构造法在单相有源电力滤波器谐波电流检测中的应用

瞬时无功理论在三相有源电力滤波系统的谐波及无功电流检测中获得了广泛的应用。提出了使用移相构造法将瞬时无功理论应用于单相有源电力滤波系统谐波电流的检测。同时还介绍了将负载电流移相任意角度后构成两相电流在旋转坐标下进行电流谐波检测的方法。分别给出了其理论分析过程及应用在单相并联有源电力滤波系统中的仿真结果，通过仿真结果验证了结论。     

移相构造法在单相有源电力滤波器谐波电流检测中的应用

瞬时无功理论在三相有源电力滤波系统的谐波及无功电流检测中获得了广泛的应用。提出了使用移相构造法将瞬时无功理论应用于单相有源电力滤波系统谐波电流的检测。同时还介绍了将负载电流移相任意角度后构成两相电流在旋转坐标下进行电流谐波检测的方法。分别给出了其理论分析过程及应用在单相并联有源电力滤波系统中的仿真结果,通过仿真结果验证了结论。     

三相四线制系统中基于等功率法的谐波检测

有源电力滤波器(APF)补偿性能的好坏很大程度上取决于系统的谐波检测算法。介绍了三相四线制系统中的3种谐波检测法,即以瞬时无功功率理论为基础的d-q法、有功分离法和基于功率平衡的等功率法,重点阐述了等功率法。在系统电压畸变和无畸变、负荷对称和不对称4种组合情况下利用PSCAD/EMTDC软件对系统的谐波检测进行仿真,在此基础上对3种检测法在补偿效果、实时性等方面作详细比较,分析各自特性。比较可知,等功率法不需要大量的计算,程序设计简单,且在补偿效果、实时性、直流侧电压利用率方面均取得其他2种方法难以比拟的效果,且易于硬件实现。实验结果表明,等功率法实用价值高。     

两种电网谐波分频检测方法的对比

为分析不同电网谐波检测方法的特点,介绍了基于瞬时无功功率的谐波分频检测法和基于最小二乘法的谱估计谐波分频检测法,仿真分析、比较两种方法的结果表明前者能够瞬时检测到谐波分量,实时性很好,但检测结果包括的幅值和相位信息不能分离开来;而后者可离线计算特定次谐波,实时性较强,算法也较简单,不但能算出谐波幅值,还能求出其相位,且和采样起始时刻没有关系,但是此方法要求采样严格的与基波过零同步。     

滑窗迭代法在谐波检测中应用的仿真研究

目前电网的谐波污染越来越严重,有源电力滤波器由于能实时抑制谐波,所以得到外界广泛关注。而谐波电流检测的好坏对有源电力滤波器的性能有很大的影响。傅里叶变换和ip-iq法是目前比较广泛应用的两种方法,本文对两种方法进行了仿真验证,并利用滑窗迭代法对其进行了改进,使其计算量减少了一部分,减少了其突变响应时间。     

适用于电气化铁路的单相注入式混合有源滤波器

提出了一种适用于电气化铁路的新型单相注入式混合有源滤波器。这种新型有源电力滤波器能够补偿一定的无功,注入支路通过添加基波谐振支路的方法大大降低了有源滤波器的容量,克服了电网基波电压对装置的影响。并详细分析了系统的滤波原理,提出了基于卡尔曼增益自调整的改进型动态谐波含量估计方法,能够快速准确的跟踪检测电网谐波电流,并且克服了电力机车等冲击性负荷引起的电网电压畸变对谐波检测精度的影响;提出了基于逆变器两侧能量平衡的电流控制方法使有源部分吸收或释放一定有功或无功功率及产生与注入支路回灌谐波电流相反的抑制电流,然后联合电网谐波电流跟踪控制以获得系统参考信号,保证了直流侧电压的稳定,提高了装置可靠性,增强了系统滤波性能。仿真和实验结果表明这种新型单相注入式混合有源电力滤波器可靠性较高,满足电气化铁路所带电力机车等冲击性负荷的要求,可获得良好的滤波效果。     

一种改进有源滤波器的谐波检测方法

在瞬时无功功率理论的基础上,提出一种基于改进型ip-iq谐波电流检测方法的有源滤波器.改进型检测方法用简单的积分、延时加增益环节来代替传统ip-iq方法中的低通滤波器,将检测延时减少到1/6个电源周期.给出了在Simulink环境下相应仿真模型的建立方法,并对其进行了仿真研究.结果不仅表明这种有源滤波器能够实时、有效地补偿系统的谐波和无功电流,而且验证了所建立的仿真系统的有效性.     

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。