基于有源阻尼的并联有源滤波器输出LCL滤波器设计

提出一种基于并联型有源电力滤波器的输出LCL滤波器的设计方法.该方法在满足电流跟踪快速性、电流纹波最大允许值等基本条件下,选取了总电感值;并由基波无功损耗约束了电容量上限.在此基础上,考虑到开关次谐波电流衰减率以及谐振频率的制约,综合选取了构成总电感的L1和L2的值及电容量.为避免LCL滤波器发生谐振,采用了电容电流反馈的有源阻尼法,通过设计反馈系数,有效抑制了低次谐波的振荡.最后基于采用重复学习控制策略的并联型有源电力滤波器,通过PSCAD进行仿真验证.仿真结果表明了LCL滤波器的优越性以及所提设计方法的有效性.     

电流跟踪型逆变器中电感值的计算

从采用滞环比较方式跟踪指令电流信号出发 ,推导出电流跟踪型逆变器中输出电感值的估算公式。通过仿真 ,验证了该公式的正确性。采用本方法选取的电感值 ,可使跟踪电流纹波以及开关元件的开关频率不超过规定值 ,且能得到良好的实时跟踪性能     

基于级联逆变器的光伏并网发电系统控制策略

提出了基于混合控制的级联逆变器光伏并网发电系统的双级控制策略。通过控制电流瞬时值反馈滞环控制单元输入电压值为恒定,将输入电压控制和光伏系统并网电流控制解耦,简化了控制器设计。该双级控制策略可在进行最大功率点跟踪(MPPT)的同时保证并网电流质量。对该控制策略进行了分析,对瞬时值反馈单元双环控制器参数进行了设计。最后进行了实验,结果验证了所提出的控制方法的有效性。     

PWM控制瞬时值比较法的稳定性分析

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,其电流跟踪控制电路中的控制方法对其性能有很大的影响.定时控制的瞬时值比较法存在局部稳定性问题,为此本文提出了一种双向互补的瞬时值比较法,并对其进行了稳定性分析.结果表明,与传统的定时控制瞬时值比较法相比,它扩展了系统的稳定区域,降低了补偿电流误差.把它用于单相并联型APF,仿真结果验证了理论分析的正确性.     

并联型APF的LCL输出滤波器设计

针对电网中典型的谐波源和LCL滤波器工作特性,提出一种适用于并联型有源电力滤波器(SAPF)的LCL滤波器设计方法。由补偿电流跟踪性能和纹波要求确定总电感量;由低频补偿和高频滤波要求确定谐振频率范围;由网侧电流和变换器侧电流高频纹波衰减及谐振频率要求确定电感分配系数;由基波无功功率限制和谐振频率要求确定滤波电容值;给出了基于极点配置的反馈电容电流有源阻尼法。与L滤波器的对比仿真和实验结果证明了所提方法的正确性和优越性。     

基于TMS320F2806三环电压控制逆变电源

设计了基于TMS320F2806的全数字控制5KVA逆变电源,该逆变电源采用了含电感电流瞬时值内环反馈的三闭环控制技术。通过对双闭环瞬时值反馈控制策略和含电感电流内环的三环控制策略的仿真实验对比,验证了含电感电流内环的三环控制策略的优越性。仿真和实验结果表明,该系统及控制方案在空载和带载时输出良好的正弦波。     

基于不定频滞环空间电压矢量的有源滤波器电流控制策略研究

为了提高并联型有源电力滤波器的电流跟踪性能,提出一种基于不定频滞环空间电压矢量的电流控制策略。在该策略中,控制对象选取为实际补偿电流与指令值的跟踪误差,在结合电压、电流两组矢量的空间区域的分布的基础上,给出最佳的电压矢量切换方式,实现不定频滞环空间电压矢量的电流控制,从而使电流跟踪的误差限制在滞环宽度以内。Matlab仿真和实际试验结果都表明此法能消除相间影响,抑制电流的畸变量,在降低开关频率条件下,提高有源滤波器的电流跟踪性能。     

并联型有源电力滤波器输出电感选择的新方法

并联型有源电力滤波器(active power filter,APF)交流侧输出电感是连接APF与电网的桥梁,直接影响补偿电流的动态性能,对有源滤波器的补偿特性起着决定性作用。针对电压源并联型有源电力滤波器电感注入电路的拓扑,提出一种严格的基于谐波电流分析的并联型APF输出电感值确定方法。它能根据补偿目的的不同准确计算出最优的电感值。通过对电力系统中广泛存在的非线性整流负载的仿真,验证了该方法的正确性和可行性。     

基于切换系统理论的有源电力滤波器交流侧电感值设计

交流侧电感的取值对有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)的补偿效果有重大影响.针对传统设计方法得到交流侧电感取值范围误差较大的问题,利用非线性动力学理论,阐述了一种全新的APF交流侧电感值设计方法.首先建立APF切换系统的精确离散模型.因为APF的强非线性,很难利用该模型得到相应的解析解,因此使用时域分析法迭代计算交流侧电感不同取值时APF补偿电流的数值解;然后通过该数值解分析不同电感值对系统动态特性的影响.在此基础上,根据已知的跟踪指标得到了交流侧电感的合理取值范围.使该取值范围和传统设计方法得到的取值范围进行比较,仿真结果验证了该方法的有效性和合理性.     

基于PDC控制策略的APFC技术

分析了单相有源功率因数校正技术的原理及数字式控制现状,在此基础上提出了基于参考电流、电感电流、输入电压和参考电压的并联占空比控制的单相功率因数校正策略.改变了传统的电压电流双闭环控制策略.采用并联的电流闭环和电压闭环来控制输出电压和相位跟踪,传统占空比相应地被分为2个独立的电流占空比和电压占空比.在PSPICE环境下结合单相AC/DC拓扑进行了电路仿真,结果表明系统输入侧获得了单位功率因数,从而验证了控制策略的可行性.设计了单相AC/DC系统主电路和基于DSP的硬件控制电路,并采用C语言编程实现了单相AC/DC系统的功率因数校正功能.此外,考虑到电感电流的尖峰干扰等现象,采用了电感电流中点检测法使检测点远离开关噪声,保证了电感电流检测的准确性.仿真和实验结果基本一致,实现了系统输入侧的单位功率因数,并获得了期望的直流输出电压值.     

一种三相两臂有源滤波器交流侧电感参数设计

三相有源电力滤波器(APF)交流侧电感直接影响补偿电流的动态性能,对有源滤波器的补偿特性起着决定性作用。本文针对一种三相两臂有源电力滤波器交流侧电感进行设计。由于三相两臂有源电力滤波器第三相和其他两相有线性关系不能直接采用三相三臂有源电力滤波器的参数计算方法。根据满足快速电流跟踪要求和抑制谐波电流的要求方法,用改进的方法求出电感的上限和下限电感公式。并通过算例仿真验证,结果表明所求的公式的合理性。     

交直流配电网交流侧非对称故障情况下直流侧电压波动特性分析与控制

直流配电网以其高效消纳直流电能的优势,成为未来分布式电源并网的重要方式。但是交流配电网发生非对称故障会引起与其互联的直流配电网电压波动,从而危害直流配电系统的正常运行。为此,首先,分析了交流配电网发生单相接地故障情况下有功功率和直流电压波动的特性,推导给出了滤波电感上瞬时有功功率的表达式,并指出了滤波电感上的瞬时有功功率是导致直流电压波动的重要原因。其次,提出了一种改进锁相环对正序电压的相位进行跟踪,所提方法仅对传统锁相环的补偿器进行重新设计,原理清晰,易于实现。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了典型的双端交直流配电系统仿真模型,验证了理论分析正确性及所提控制方法的有效性。     

一种实用的谐波分频检测方法

针对基于瞬时功率理论的ip-iq算法无法单独提取各次谐波分量等情况,提出了一种改进的ip-iq谐波分频检测方法。利用改进的ip-iq法能直接对a-b-c三相坐标系下的单相电流进行分解,获得单相电流的有功电流和无功电流,通过低通滤波器后获得基波或者各次谐波的有功电流分量和无功电流分量,再直接转换为a-b-c三相坐标系下的基波电流和各次谐波电流,省去了三相至两相坐标变换及其逆变换,因此计算量更少。仿真分析结果表明该法能较好的实时检测三相电网基波和各次谐波分量。     

低互感高品质因素无源滤波器的优化设计分析

为降低无源滤波器中三相电抗器互感对单调谐滤波器滤波效果的影响,通过理论分析表明,将其严格按照水平三角方式排列摆放,可有效抑制相间电抗器互感;采用考虑无源滤波器性能和系统总成本的多目标模糊优化方法设计无源滤波器参数,能将多个优化目标转换为单目标的优化求解问题,设计出具有低互感高品质因素的无源滤波器,混合型滤波器系统。新方案投入运行后,取得了较好的现场效果。     

三相四线制有源电力滤波器的研究及仿真

分析了三相四线制四桥臂有源电力滤波器的工作原理,提出基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法。建立了四桥臂带输出电感的三相四线制的数学模型。基于dq0坐标系下数学模型,采用电流内环的基于前馈解耦PI控制方法,以及PI参数的设计方法。利用三维空间矢量脉宽调制技术(3D-SVPWM)进行电流跟踪控制逆变器的输出,易于数字实现,直流电压利用率高。通过Matlab仿真及试验证明了三相四线制有源电力滤波器系统对三相不平衡四线制系统的三相谐波及无功电流与中性线电流有效的补偿效果。     

大容量光伏逆变器LCL滤波器参数优化设计

对于大容量联网光伏逆变器系统,其配置的LCL滤波器总电感量大小直接关系到系统的尺寸和成本。为此,提出了一种根据滤波性能要求,使总电感量最小的LCL参数优化设计方法。该方法以电容支路消耗无功大小,注入电网谐波电流与对应频次谐波电压幅度比作为滤波器性能考核参数。通过引入电容支路与网侧电感支路对高频谐波电流的分流比参数,建立了总电感量与主要设计参数之间的函数关系,给出了总电感量最小的参数条件及其求解方法。设计算例及仿真结果验证了所提出设计方法的实用性与有效性。     

实现同相补偿的三相变流器输出滤波器LCL参数设计

针对同相供电系统中存在高次谐波问题,提出以电网侧电流谐波畸变率(Total Harmonic Distortion,THD)最小为目标的输出滤波器LCL参数设计方法。首先从机车电流、网侧电感、同相补偿装置(Co-phase Compensation Device,CPD)输出电流整体角度出发,推导电网侧谐波畸变率THD和CPD谐波衰减比RAF (Ripple Attenuation Factor)与网侧电感、LCL电容、LCL总电感、LCL总电感分配比之间的关系。其次以CPD补偿电流满足快速跟踪性、开关纹波电流满足抑制要求、LCL基波无功损耗满足限制条件来确定参数取值范围。THD最小为目标函数,RAF为约束,应用分割矩形算法(Dividing Rectangle Algorithm,DIRECT)进行求解,得到THD值最小时LCL滤波器的参数值。最后利用MATLAB/simulink仿真验证参数设计的正确性。     

计及等效负载变化的消弧逆变器性能分析与设计

分析了消弧逆变器等效负载的性质,结果表明：等效负载是有源负载,等效源具有较大的幅值和较宽的变化范围;随过渡电阻和故障距离的变化,等效负载阻抗可呈现阻性、阻感性和阻容性。这一结果表明逆变器需要在负载性质改变和等效电源扰动的情况下,仍能稳定跟踪包含多频次的给定电流。对抗扰性和跟踪性要求的提高,增加了设计难度。鉴于此,提出了消弧逆变器输出滤波器和控制器的设计方法。输出滤波器采用滤波电容分流法进行设计,保证了逆变器能输出包含多频次的电流。采用电容串联电阻来抑制阻感负载情况下带来的谐振失稳问题,并给出了串联电阻的计算方法。控制器采用了定带宽设计法,带宽选定在幅频特性重合段。控制器参数设计准则为：保证阻容负载情况下传函幅频特性低频段具有较高增益。采用PSCAD/EMTDC仿真验证了结论的正确性和所提设计方法的可行性。     

混合有源滤波在直流磁铁电源整流装置中的应用

针对直流磁铁电源的并联12脉波整流电路进行分析,而12脉波整流装置产生的主要特征谐波由无源滤波器滤除,有源部分使用注入式电路,以抑制无源支路和电网等效电感产生的谐振现象并可以显著降低有源装置的容量。而针对瞬时无功功率理论的不足,谐波电流检测采取了实时性更好的单位功率因数法(UPF)。最后对整个整流装置和串联谐振注入式混合有源滤波装置进行了simulink仿真,仿真结果表明了该磁铁电源的综合补偿系统的可行性和有效性。