单相并联型有源滤波器的鲁棒电流控制方法

有源滤波器与无源滤波器相比有很多优点,是消除或限制电力系统谐波污染的一种有效措 施。电流环的控制是有源滤波器控制的关键部分。传统的并联型有源滤波器需要对多个电流进行 采样,文中提出一种仅采样电源电流的新方法。考虑到对瞬时电流控制时容易引入噪声,影响系统 的稳定性,文中在无差拍控制的基础上,提出了采用可复位积分器作为输入滤波器的平均电流控制 方法,该方法对参数的变化和采样噪声及周期噪声都有很强的鲁棒性。仿真和实验证实了该方法 的有效性。     

有源滤波器LCL并联虚拟阻尼控制策略及离散域稳定性分析

有源滤波器LCL滤波系统存在谐振,需要引入阻尼。通过对比分析,发现当有源滤波器采用电流定时比较控制时,滤波电容并联虚拟阻尼策略最为适宜。该策略检测滤波电容的谐波电压,通过比例环节等效于电容并联虚拟谐波电阻,增强系统的阻尼作用,整个策略实现简单且避免了微分运算。通过建立离散域的数学模型,根据朱利稳定性判据求得虚拟阻尼系数的稳定域条件:即采样频率需大于滤波器谐振频率的6倍,以保证系统的稳定性;进而,系统的稳定域随采样频率的提高而增大,随滤波器谐振频率或滤波器网侧总电感值的增大而减小。仿真和实验分析证明了所提出的虚拟阻尼策略及理论分析的正确性。     

LCL型并网逆变器的鲁棒并网电流反馈有源阻尼控制方法

传统并网电流反馈有源阻尼方法(grid-currentfeedback-active-damping,GCFAD)是一种抑制LCL型并网逆变器谐振尖峰的有效方法。然而,由于数字控制下的控制延时使其等效阻尼电阻正负的分界频率介于1/6与1/3倍系统开关频率间,电网阻抗的宽范围变化极有可能造成系统无法稳定运行。对此,文中提出一种鲁棒GCFAD方法,包括并网电流的二重采样和改进型GCFAD方法。并网电流的二重采样在不引入开关纹波的情况下最大程度地降低了有源阻尼环中的控制延时;改进型GCFAD进一步提高了该分界频率与系统开关频率的比值,使得该分界频率等于0.5倍系统开关频率,位于LCL滤波器设计的谐振频率区间外,从而解决了LCL滤波器的实际谐振频率穿越该分界频率的鲁棒性问题,大大地提高了对电网阻抗的鲁棒性和系统的稳定性。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。     

有源电力滤波器自适应电网电流滞环控制

简要介绍了基于有功能量平衡原理的控制方法,将自适应电网电流滞环控制方法应用于三相四线制有源电力滤波器。该方法主要根据电网电压、有源电力滤波器接入点电压和电网电流的微分改变滞环电流宽度,从而实现开关频率的稳定;通过改变补偿电流的波形实现电网电流的正弦化,且在负载变化时,电网电流能实现动态稳定。该方法的特点是不需要传统的谐波电流检测,可实现数字化控制。使用Matlab仿真,其结果证明了该方法对三相四线制有源电力滤波器进行定频控制是可行的。     

状态反馈与延迟补偿相结合的电流型有源滤波器控制方法

电流型有源滤波器比电压型有源滤波器有更强的电流控制能力和更高的可靠性.电流型有源滤波器主要由电流源脉宽调制(PWM)逆变器和LC型无源滤波器组成.LC型无源滤波器能滤除逆变器开关频率附近的谐波分量,但会引起系统振荡;由于采样和计算的延迟,逆变器发出的补偿电流总滞后于负载电流,使得有源滤波器的补偿性能较差.为解决这些问题,文中提出了状态反馈和延迟补偿相结合的控制方法,用状态反馈提高系统阻尼,用延迟补偿减小逆变器补偿电流的滞后时间.在基于TMS320C32型数字信号处理器(DSP)构建的有源滤波器实验装置上进行的实验表明该方法有较好的稳态滤波效果和暂态过渡性能.     

LCL并网逆变器的单逆变器侧电流控制性能分析

对LCL滤波并网逆变器来说,单逆变器侧电流闭环控制实现较为方便,但是控制延迟导致系统仍存在欠阻尼谐振甚至不稳定。无源阻尼方法虽可实现优良的电流控制性能,但会导致额外的功率损耗;附加数字滤波器的有源阻尼方法具有改善系统稳定性的能力,但是数字滤波器在非谐振频率处的幅值以及相位特性影响控制性能。以无源阻尼方法下系统性能为基准,对比了已有的逆变器侧电流闭环控制有不同的谐振频率同控制频率的比值条件下的性能,结果表明在一拍采样与计算延迟下,已有的单逆变器侧电流闭环控制难以兼顾系统稳定性、动态特性以及鲁棒性,附加数字滤波器的有源阻尼方法具有较大的局限性。     

基于自适应预测算法的谐波电流无差拍控制

基于单相并联有源电力滤波器,提出一种无差拍控制策略。随着数字控制技术的发展,无差拍控制在有源电力滤波器控制中的地位越来越重要。虽然该技术响应快、精度高,但由于采样以及处理器计算的延时,系统容易不稳定。文中提出了一种自适应预测算法,可预测两个采样周期后的参考电流,有效消除延时,保证系统稳定性。无差拍控制与自适应预测结合使用,可有效降低稳态时各次谐波电流的含有率和电流总谐波畸变率,并在负载变化时能快速跟踪上谐波电流的变化。通过仿真在单相并联有源电力滤波器上实现了该算法,并将其与线性预测方法进行了比较,证明了它具有精度高、响应快的特点。     

基于无谐波检测的LCL-APF直接功率控制

LCL型有源电力滤波器具有补偿带宽高和开关纹波含量低的优点,但由于LCL输出滤波器是3阶系统,在谐振频率处会产生谐振,使稳定控制比较困难。文章提出了一种基于无谐波检测技术的LCL型有源电力滤波器直接功率控制方法,将无谐波检测技术结合到LCL型有源电力滤波器直接功率控制中,该方法省去了复杂的负载谐波电流检测和补偿电流检测,具有良好的有源电力滤波器谐波补偿效果,同时采用直接功率控制提高了系统动态控制性能,此外为克服LCL滤波器谐振问题,在控制器中增加了有源功率阻尼环节。仿真试验结果证明了该方法的正确性和可行性。     

三相有源电力滤波器不定频滞环电流控制研究

为改善传统滞环电流控制方法中开关损耗及开关频率过大的问题,对三相并联型有源电力滤波器的电容中点式主电路及工作原理进行分析,提出一种基于电压空间矢量脉宽调制的不定频滞环电流控制方法,该方法能够有效降低平均开关频率,减小误差电流.利用Simulink进行了系统仿真分析和实验,并对不定频滞环电流控制算法及滞环电流比较算法进行...     

基于瞬时电流直接控制的有源电力滤波器电流跟踪新方法

阐述了有源电力滤波器(APF)实现瞬时电流直接控制的基本理论,并藉此提出一套新型脉宽调制电流跟踪控制方法。该方法通过分析并网型逆变器不同开关状态对瞬时电流的直接控制作用得出一组瞬时电流位移因子算式。在调控输出电流时,采用脉宽调制方法选择不同瞬时电流位移因子并控制其作用时间,完成当前电流向下一时刻指令电流的转移,从而达到输出电流跟踪指令电流的控制目标。该方法仅用单数字信号处理器(DSP)系统即可实现有源电力滤波器的高性能快速检测与控制,简单实用,有效减小了输出滤波电感量。最后,通过两电平有源电力滤波器仿真实验证明新方法优于传统方法。     

三相四线制下串联混合型滤波器的研究

提出一种应用于三相四线制的串联混合型滤波器结构及相应的基波电流控制策略,无需对谐波进行检测,且可使有源滤波器对各次谐波电流呈较大的阻抗,而对流过的基波电流无影响。同时设计了负反馈控制电路,解决了系统的稳定性问题。阐述了串联混合型滤波器的滤波原理与控制方法。应用MATLAB软件对三相四线制电力系统进行了仿真研究,结果表明所提出的控制策略是正确的。整套装置具有结构简单、检测方便、滤波效果好、系统稳定的优点。     

基于不同电流跟踪方式APF连接电感选取与设计

针对有源电力滤波器(APF)设计过程中对输出电感值的选取及制作存在的盲目性,提出基于瞬时值比较电流跟踪方式和三角波比较电流跟踪方式的电感值选取原则,并详细阐述基于定时器控制的瞬时值比较电流跟踪方式计算电感值的方法.根掂有源滤波的特点提出了采用铁硅铝作为铁心材料,利用最小体积法对电感进行了优化设计.最后通过实验验证了电感选取和设计的合理性.     

同步旋转参考坐标系下的有源电力滤波器简单控制方法

提出了在同步旋转坐标系下的电压源型有源电力滤波器简单控制方法。该控制方法利用d-q变换将三相交流系统变换到旋转的正交坐标系,采用比例积分调节器控制有源电力滤波器的补偿电流,使其跟踪参考电流。该控制方法不需要对控制系统解耦,只需要1个d-q变换模块和1个低通滤波器即可较好地抑制系统电压波动,控制方法简单、鲁棒性高。仿真实验验证了文中理论分析的正确性和该控制系统的可行性。     

分布式电源参与的配电网电能质量控制策略研究

考虑到并网逆变器与有源电力滤波器在拓扑结构、使用功能以及控制方法上的相似性,提出了一种将并网发电与电力有源滤波相结合的统一控制策略。在详细分析统一控制系统结构与工作原理的基础上,从谐波与无功电流检测、电压与电流控制等方面进行分析设计,实现了在dq旋转坐标系下对系统的统一控制。该控制策略使并网逆变器在并网发电的同时也能进行谐波抑制与无功补偿,不仅充分发挥了分布式发电的优越性,而且改善了电网的电能质量。最后通过仿真验证了该控制策略的有效性与可行性。     

预测电流控制在三电平三相四桥臂有源电力滤波器中的应用

分析三电平三相四桥臂有源电力滤波器(APF)的主电路拓扑结构。在建立数学模型的基础上,提出了应用预测电流控制策略对其进行控制,利用当前采样时刻的状态信息,预测下一个采样周期补偿电流,并计算确定三电平四桥臂APF各开关器件的开通/关断脉冲产生所需的补偿电流,达到跟踪指令电流的目的。仿真结果表明,采用该控制策略可有效补偿系统的三相谐波电流和中线电流,并能很好控制直流侧两电容电压的平衡,在三相四线制系统中具有良好的应用前景。     

光伏并网与有源滤波的统一控制策略研究

将光伏并网与有源滤波相结合的统一控制策略可解决光伏发电系统在光照不足时设备利用率低、有源滤波器功能单一、成本高等问题.但传统的最大功率跟踪控制扰动观测法通过施加扰动量寻找最大功率点,会使光伏模块的输出电流持续振荡,严重影响谐波补偿电流从检测到输出的精度.与传统方法不同,在光伏并网与有源滤波相结合的控制策略中改进分段式变...     

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LCL滤波的有源电力滤波器预测电流控制

针对大部分基于LCL滤波的有源电力滤波器控制策略需要阻尼环节的问题,提出一种基于LCL滤波器离散模型的预测电流控制方法,与重复预测器结合,得出超前一拍的控制量,无需谐振阻尼环节,控制器结构简单.最后建立了仿真模型并与采用预测电流控制的基于L滤波的有源电力滤波器进行了对比,结果表明所提出的方法可以使基于LCL滤波的有源电...     

三相三线制有源滤波器的改进无差拍控制

针对平推预测无差拍控制存在稳态误差的问题,提出了一种改进的有源电力滤波器控制策略。该方法将重复控制器嵌入基于平推预测的无差拍控制,结合重复控制和无差拍控制优势,弥补无差拍控制的固有缺陷,快速消除每一采样周期的稳态误差。根据有源电力滤波器的数学模型,得到应用于电流环的无差拍控制算法,给出了重复无差拍控制电流环各个子环节的设计过程。基于Matlab仿真环境和物理实验平台对所提控制策略进行分析,验证了所提方法的有效性和优越性。