基于相量叠加的PI控制在并联有源滤波器中的应用

首先分析了并联有源滤波器误差信号的特点,并指出了传统PI控制应用于并联有源滤波器的不足是积分环节的作用具有周期性。针对误差信号的特点,在相量叠加的基础上提出了采用误差信号按周期叠加的改进PI控制方法,以消除积分环节的周期性。该方法应用于并联有源滤波器的控制中可有效地消除控制系统的稳态误差,提高系统的稳态和动态性能。仿真和实验结果证明了该控制方法的有效性。     

基于相量叠加的PI控制在并联有源滤波器中的应用

首先分析了并联有源滤波器误差信号的特点,并指出了传统PI控制应用于并联有源滤波器的不足是积分环节的作用具有周期性.针对误差信号的特点,在相量叠加的基础上提出了采用误差信号按周期叠加的改进PI控制方法,以消除积分环节的周期性.该方法应用于并联有源滤波器的控制中可有效地消除控制系统的稳态误差,提高系统的稳态和动态性能.仿真和实验结果证明了该控制方法的有效性.     

基于模糊推理和李亚普诺夫理论的三相有源电力滤波器控制

负载和参数变化带来有源电力滤波器（Active Power Filter,APF）精确数学模型难以获得和系统稳定性问题。针对该问题,分别在APF的直流电压控制中引入模糊比例积分（Proportional-Integral, PI）控制器,在电流控制中引入基于李亚普诺夫稳定性理论的控制方法,保证了APF的控制精度和稳定性。首先通过对直流侧电压误差和误差变化率进行模糊PI控制得到源电流参考值的幅值,再结合源电压的角频率计算参考电流,最后采取李亚普诺夫方法设计APF的开关函数,通过确保能量函数的导数始终为负来保证系统的全局稳定。通过Matlab/Simulink分别对四种控制方法进行对比实验,在负载和系统参数变化的情况下,应用该方法的控制效果最好。     

有源电力滤波器的特定次谐波控制策略

由于传统比例积分（PI）控制无法实现零稳态误差控制,设计了一种基于比例复数积分控制的有源电力滤波器,该控制器在给定次谐波处具有无穷大增益,可以使某些特定次待补偿谐波实现零稳态误差控制,并且不需要解耦控制,简化了控制器的设计。结合带宽的定义,给出了控制器参数设计方法。通过理论分析和仿真研究对分别采用PI和比例复数积分控制的APF的补偿特性进行了比较研究,验证了通过并联比例复数积分控制器在APF应用上的有效性。     

有源电力滤波器直流侧电压专家PI控制研究

针对有源电力滤波器(APF)投入电网启动时存在冲击电流和冲击电压的问题,在直流侧电容电压比例积分(PI)控制方法的基础上,设计了一种专家PI控制器来控制APF直流侧电容电压的启动过程。从受控对象和基于经验知识的专家控制理论出发,结合PI控制建立整个电路模型。在Matlab/Simulink中进行了仿真验证,并将该方法在60 kVA实验样机上进行了测试。通过与常规PI控制对比证明该方法具有超调量小、动态性能好、稳态误差小的优点,并且在工程上有良好的应用价值。     

APF直流侧电容电压的下垂模糊自适应PI控制

以单相并联有源电力滤波器(APF)为研究对象,针对直流侧电容电压影响APF补偿性能的问题,提出了将下垂控制和模糊自适应比例积分(PI)控制相结合的下垂模糊自适应PI控制方法。首先,分析模糊自适应PI控制的工作原理;再针对传统直流侧电容电压控制存在补偿开关器件损耗与补偿性能的不足,提出采用下垂控制器获得直流侧电容电压控制的参考值,并对下垂控制与模糊自适应PI控制相结合的控制方法进行了理论分析;最后,对提出的方法进行了Matlab/Simulink仿真和实验验证。结果表明:相对于模糊自适应PI控制方法,提出的控制方法响应速度更快、超调量更小,且提高了直流侧电容电压控制的稳定性及APF的补偿性能。     

重复—模糊PI复合控制策略在APF中的应用

有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)要求补偿电流能够无误差地跟踪给定的谐波电流信号,否则会影响APF的补偿效果。传统单一控制方法在控制准确度和响应速度上不能兼顾,应用复合控制策略,将不同控制方法的优缺点进行互补组合,可得到更优的控制策略。重复控制能产生与谐波电流相同的输出,因而可以取得对各次谐波零稳态误差跟踪补偿,但是其动态性能不佳。通过与模糊PI控制相结合,形成复合控制策略,可以利用模糊PI控制器保证系统的动态性能,依靠重复控制器提高输出电流波形的跟踪准确度,显著改善滤波效果。经过仿真证明采用的重复-模糊PI复合控制策略可以同时取得较好的补偿准确度与动态响应速度,比较适合于APF中补偿电流的控制。     

基于模糊控制自整定参数有源电力滤波器的研究

针对并联型有源电力滤波器(APF)启动和负载变化瞬间直流侧电压波动大、电网电流冲击和响应时间慢等缺点,设计了模糊控制系统,并对传统PI控制APF进行了改进。以三相三线制并联型APF为研究对象,分别对传统PI控制和模糊控制进行比较分析,结果证明了模糊控制能够解决上述缺点,提高了整个系统的鲁棒性和动态响应特性。仿真结果为APF控制提供了参考和依据。     

有源电力滤波器指定次谐波补偿算法的改进

谐波提取算法是有源电力滤波器(APF)的关键技术之一,指令电流获取快速、精确与否将直接影响APF的性能。基于三电平APF提出了一种改进的指定次谐波补偿算法。该算法基于谐波同步旋转坐标系获取各次谐波信息,并应用重复控制并联比例积分(PI)控制器进行指定次谐波跟踪补偿。经实验验证,该算法不仅能有效补偿各次谐波电流,还能简化系统参数的设计,提高系统的稳定性。     

大功率混合有源电力滤波器的智能控制策略

针对传统PI控制器的比例和积分控制参数是否取得最佳值能够对滤波器滤波性能产生较大的影响,提出了一种基于智能神经网络误差补偿(INNEC)及自适应模糊PI参数整定的大功率混合有源电力滤波器智能控制方法。其中,建立了新的模糊规则并利用模糊推理对PI控制器的比例系数、积分系数进行在线修改,实现PI参数的最佳调整;在经模糊整定后的PI控制器前串接一个智能神经网络误差补偿器来有效补偿负载谐波电流与逆变器实际输出电流之间的误差。仿真和实验结果验证了该控制方法的可行性和有效性,与传统PI控制方法比较,能有效提高系统的目标跟踪能力,滤波性能更好。     

三相并联型有源电力滤波器补偿电流性能分析与改进

三相有源电力滤波器通常用来补偿非线性负载所引起的谐波和无功电流。在有源电力滤波装置中，其补偿性能的好坏，很大程度上取决于控制器的设计。但由于非理想因素的影响，例如输出电流环路带宽有限、检测电路的延时、指令电流的产生等，都会影响补偿效果，而传统的PI控制由于带宽有限不能实现无静差输出。为了提高三相并联型有源电力滤波器的补偿性能，该文在同步旋转坐标系下提出了一种理想的电流控制策略即基于PI控制和重复控制并联结构的电流控制方法，利用重复控制对于周期扰动信号无差跟踪的特点来提高有源滤波的稳态精度，PI控制保证有源电力滤波器的动态性能。实验结果和理论分析充分证明了所提并联结构电流控制器的可行性。     

基于复合控制的三电平APF的研究

有源电力滤波器(APF)的被控量为高频谐波及无功电流,传统的PI闭环控制已不能实现无静差的跟踪被控信号。为了提高APF的补偿精度及动态响应速度,引入复合控制器对APF输出电流进行控制。针对数字控制引入的延时问题,分析了延时对电流补偿效果的影响,并提出了谐波电流预测控制的解决方法。最后在对三电平APF模型分析的基础上,搭建了基于三电平空间矢量调制(SVPWM)的Matlab仿真模型,并在一台50 kVA的样机上对上述算法进行了验证。仿真分析和实验结果显示基于复合控制的电流跟踪控制相比于传统的PI控制能够有效地提高APF电流内环的稳态精度。     

变环宽的APF滞环控制方法研究

针对有源电力滤波器(APF)滞环控制方法存在开关频率不固定的问题,提出了一种新的滞环控制方法。根据给定工作频率与实际工作频率的偏差,采用频率反馈,应用模糊递推积分控制器调整滞环宽度,实现开关频率的稳定方法,具有稳定性好、响应速度快、控制精度高等优点,有效提高了APF的工作性能。最后,在Matlab/Simulink中建立仿真模型,验证了所提方法的可行性。     

并联型APF的一种简单PI补偿控制方法

利用所建立的并联型APF在三相坐标系下的数学模型,通过分析发现常规PI控制下的并联型APF电流闭环传递函数中存在一个周期性的干扰信号,对系统的跟踪控制性能有显著的影响。为了消除干扰、改善系统的性能,采用补偿的方法构成新的PI控制系统,并在EMTDC／PSCAD环境下进行了仿真。结果表明,该补偿PI控制方法提高了APF的电流跟踪性能。     

基于复合控制的有源电力滤波器的研究

主要介绍了一种基于d-q旋转坐标系下PI控制和重复控制结合的复合控制。PI控制不适用于具有周期性外激励信号的系统,及跟踪效果较差的系统;重复控制对周期性外激励信号的跟踪和抑制具有优异的控制性能。复合控制结合了PI控制和重复控制的优点,能够有效地消除系统的稳态误差、改善系统的鲁棒性并具有良好的动态电流响应。基于三相并联有源滤波器系统,着重研究了复合控制的设计方法,并进行了仿真验证,仿真结果表明了此方法的有效性和优异性。     

有源电力滤波器补偿电流的性能分析

为了提高并联型有源电力滤波器（ APF）的补偿性能,在同步旋转坐标系下提出了一种理想的电流控制策略,即基于数字PI控制和重复控制并联结构的复合电流控制方法。利用重复控制对于周期扰动信号无差跟踪的特点来提高有源滤波的稳态精度,PI控制保证APF的动态性能。试验结果和理论分析结果表明,并联结构的补偿电流控制器是可行的。     

基于改进PI+PR控制的有源电力滤波器研究

电流跟踪控制策略是决定并联型有源电力滤波器(active power filter,APF)补偿性能的关键。针对并联APF常规电流比例积分(proportional integral,PI)控制方法对负载主要次谐波分量补偿不充分的问题,提出一种适用于APF的新型指定次谐波电流控制策略。控制策略在常规电流PI控制基础上,对负载电流主要次谐波(5、7、11、13次)进行比例谐振(proportional resonant,PR)控制,而对其余次谐波采用常规PI控制。仿真结果证明了控制方法的有效性和正确性。     

并联有源滤波器控制策略研究

有源滤波器(APF)是消除电网中非线性负载产生的电流谐波的有效手段,本文分别对并联APF和并联混合APF的控制策略进行了研究。针对某一类非线性负载,提出了一种在单一同步坐标系下的复合控制器,包含PI和重复控制器。该复合控制器结合了PI和重复控制器的优点,能够消除稳态误差和改善系统鲁棒性。本文详细研究了复合控制器的设计方法,对控制系统稳定性进行了分析。所提控制方法在三相并联有源滤波器系统进行了验证,实验结果证明了所提出的混合控制器具有优异的性能。将有源滤波器(APF)和无源滤波装置(PF)结合起来构成混合有源滤波器(HAPF)是当今的发展趋势,既弥补了无源滤波装置的固有缺陷,又能充分发挥有源滤波器的优势。本文对无变压器型混合并联有源滤波器的设计原则进行了研究,提出了具体的设计方法以及电感值和直流母线电压之间的关系。同时,分别给出了HAPF进行补偿负载电流谐波和阻尼电网电压谐波放大这两种不同应用时的控制策略,对其滤波和阻尼特性进行了详细的分析。为了改善HAPF性能,在控制策略中引入了广义积分控制器。实验结果证明了混合并联滤波装置的优异性能。