一种高性能单相电网有源滤波器的设计

设计了一种高性能的单相电网有源滤波器。该有源滤波器主功率回路采用电压源型H桥逆变器,逆变器开关驱动信号为特定消谐PWM开关信号。控制回路采用PI电压跟踪控制,不需实时检测计算负载的无功电流和高次谐波电流,就可以实现同时补偿负载无功及高次谐波电流的需求。分析了滤波器的补偿特性和各主要单元电路的设计方法,实验结果证明该有源滤波器的有效性。     

基于单位功率因数控制的四桥臂三相四线制APF

随着非线性负载在配电系统中的大量使用,低压配电网的三相不平衡、无功功率和谐波污染问题日益严重,有源电力滤波器以其优良的性能成为电力谐波抑制和无功补偿的重要手段,因而基于单位功率因数的控制方法,研制了一种高性能的四桥臂三相四线制有源电力滤波器。同时提出了一种只需检测电源输入电流及逆变器直流电容电压,而无需实时检测、计算负载谐波电流,直接控制电源电流为与电网电压同相的标准正弦波的控制方法,并对其稳态及动态行为进行了详尽分析;补偿电流的控制策略采用比例积分控制和三角波调制。以此研制了一台10kVA四桥臂三相四线制有源电力滤波器实验样机,理论分析、仿真及实验结果均证明了该有源电力滤波器可有效地补偿三相四线制系统中的谐波、无功功率和三相不平衡,系统控制简单,动态响应快,补偿效果好。     

一种基于单位功率因数控制的有源电力滤波器

为解决谐波污染、改善电能质量,采用基于单位功率因数的控制方法,提出了一种只需检测系统侧电流及逆变器直流电容电压,而无需实时检测、计算负载谐波电流,直接控制系统侧电流为与电网电压同相的标准正弦波的控制方法,其补偿电流的控制策略采用比例积分控制和三角波调制。按照H桥逆变器的单极性脉宽调制的主电路研制了一台高性能的5kVA单相有源电力滤波器实验样机。理论分析、仿真及实验结果证明该有源电力滤波器可同时实现补偿负载无功及谐波电流,控制简单且具有良好的动态性能。     

并联型有源电力滤波器的无功功率选择性补偿方法

有源电力滤波器在不同的应用场合需为负载提供不同的无功功率。为此,提出了一种有源电力滤波器输出无功的可控方法。该方法利用电网负载电流或电网电压产生基波因子,再和电压控制器的输出相乘产生电网电流的控制信号,使得有源电力滤波器能够在滤除谐波时有选择性地补偿无功功率,可以补偿无功或不补偿无功,克服了传统有功平衡控制方法只能实现谐波和无功功率同时补偿(不适合应用于大容量无功功率负载)的缺点,适合于更多的应用场合;并且该方法无需坐标变换,算法简单;此外,该方法还不需要锁相环电路,硬件成本低。实验结果验证了该方法的有效性和正确性。     

基于电容电流反馈的新型HAPF谐振抑制方法

针对有源电力滤波器和无功补偿电容器组成的混合型有源电力滤波器(HAPF)的系统谐振问题,提出了一种基于无功补偿电容器电流反馈的新型HAPF谐振抑制方法。该方法在传统有源电力滤波器电流控制的基础上,通过增加电容电流反馈控制环节,增强系统阻尼,抑制系统谐振。基于该方法,分别就谐波检测电流包含和不包含电容器电流2种情况,详细分析了在电网谐波电压和负载谐波电流2种谐波源激励作用下,系统发生串、并联谐振时的谐振抑制特性。理论分析和实验结果表明,该方法能够有效抑制系统串、并联谐振,提高系统稳定裕度,并对负载谐波电流具有理想的补偿效果。     

C型混合有源电力滤波器

该文提出一种新型混合有源电力滤波器结构，它将C型无源滤波器和电压源型有源滤波器结合起来，其中有源滤波器不承受基波电压，不负担基波电流且只通过部分谐波电流，输出变压器变比可以小于1，有源滤波器的直流侧电压与系统电压之比较低。在该文给出的复合控制方式下，该混合有源滤波器可以完全补偿指定的若干次负载谐波电流，同时对其他各次谐波电流有部分补偿作用。仿真和实验结果表明该方法中的有源滤波器具有装置容量小，输出电压波形控制简单，滤波效果好，容易实现的优点，适合于高电压大电流场合的谐波治理。     

基于复合控制策略PITHAPF的稳态补偿和谐振抑制特性

新型并联电抗式混合有源电力滤波器（PITHAPF）的耦合变压器两端并联了一个附加电感,它为基波无功电流提供通路,有源部分不承受基波电压,因而更适用于高压系统的动态谐波治理和大容量的无功补偿。从理论上分析了PITHAPF的复合控制策略,定义了负载谐波电流影响因子和电网谐波电压影响因子。仿真结果和实验结果证明了当电网谐波电流的控制参数取负虚数且负载谐波电流的控制参数取1时,PITHAPF具有很好的谐波补偿和谐振抑制特性。     

负载电流检测型有源滤波器新的控制策略

为了解决目前常见的有源滤波嚣在高放大倍数时稳定性差或者只能补偿谐波不能补偿无功的情况的问题。通过对目前常见的控制方法的研究,提出了一种新的基于负载谐波电流检测,把逆变器控制成受控电压源的控制策略,在补偿谐波的同时对无功电流进行补偿。将该控制筑略搭建成Matlab模型进行仿真,仿真结果表明该控制策略具有较好的滤波效果和动态无功补偿能力。依据该控制策略研制了一台容量为10 kVA的三相三线制并联型有源滤波器样机,在现实应用最广泛的不控整流带阻感负载工况下进行试验。实验数据显示谐波补偿率在90%以上,且在负载突变时动态响应时间在一个基波周期以内。体现了该控制策略的优越性。     

基于瞬时电压矢量定向的有源电力滤波器补偿电流检测

结合电力系统无功补偿与谐波治理的基本原则,对基于瞬时无功功率理论的传统谐波电流检测方法在有源电力滤波器中的应用进行了简要分析,进而提出了以电网电压为参考基准,以实现各种非线性负载及阻感、阻容性负载向纯电阻性负载转换为目的的负载电流波形和相位治理原则,并详细阐述了基于瞬时电压矢量定向的补偿电流检测方法。该方法克服了传统方法在电网电压畸变时补偿后电流不能跟随电网电压波形的不足,避免了有源电力滤波器补偿电流过大及畸变无功功率倒送电网现象的出现,同时该方法具有频率自动跟踪、相序自适应等特点。最后,通过仿真和样机试验验证了该补偿电流检测方法的优越性。     

一种无谐波检测的中频有源电力滤波器

介绍了一种无谐波检测的中频有源电力滤波器,可以同时补偿谐波和无功,且不需要对谐波和无功进行检测。详细分析了负载有功电流对直流侧电压的影响,将负载有功电流作为扰动,提出了一种无谐波检测的新型控制策略,省去了复杂的检测算法,避免了检测算法引起的误差和延时,提高了动态响应速度。仿真试验结果表明所提出的无谐波检测的中频并联型有源电力滤波器具有较好的谐波、无功补偿效果及较快的动态响应速度。     

大功率混合型APF用于大型冶炼厂谐波治理

为消除电力系统谐波及其巨大危害,根据大型冶炼厂谐波治理的特点,提出了一种新颖的拓扑结构-大功率混合型有源滤波器,它将串联谐振注入型有源滤波器与无源滤波器并联混合,由电容静态补偿无功功率,由有源和无源部分共同抑制谐波。实践证明该装置具有较好的滤波效果和一定的无功补偿能力。     

基于DSP的混合有源电力滤波系统数字控制器的设计

对并联混合型有源电力滤波系统的构成和工作原理作了分析研究,它是由小容量有源滤波器通过变压器和无源滤波器串联构成的,并与被补偿的谐波负载并联连接。基于。TMS320F240 DSP的开发套件,采用脉宽调制(PWM)定时器下溢中断工作方式,设计了数字控制器主程序和中断服务子程序。设计的一套实验系统用来消除谐波负载产生的谐波影响。实验结果表明,有源电力滤波器投入后,电网谐波电流得到了有效的抑制。     

APF与TSC并联装置在电解铝行业中的应用

为解决铝厂的谐波和无功等电能质量问题,本文提出一种大容量有源滤波和无功补偿装置,通过APF与TSC的并联,达到抑制谐波分量和在大容量负载下动态连续补偿无功分量的目的。本文分析了该装置的结构和工作原理,具体阐述了并联型有源电力滤波器的工作原理和TSC无功补偿原理,提出了由电压外环、电流内环控制的双闭环策略,保证系统有源滤波器的直流侧电压稳定,实现谐波抑制,达到连续无功补偿的目标,最终结果符合要求。     

混合型有源电力滤波器与并联电容器组联合补偿技术研究

对于大容量谐波与无功功率补偿,提出了采用混合型有源电力滤波器以及混合型滤波器与电容器组或无源滤波器并联补偿的方式,分析了并联运行时混合型滤波器与电容器组或无源滤波器之间相互配合进行谐波补偿的问题,提出了采用负载与系统电流检测适当结合的方式以改善谐波补偿效果的方法.计算机仿真结果验证了理论分析的正确性.最后,给出了混合型滤波器的挂网运行结果,表明了所提方法的正确性与实用性.     

一种检测单相电路无功与谐波电流的跟踪算法

有源滤波器是改善电能质量的一种有效手段,它要求快速准确地检测出负载电流中的谐波和无功分量.针对单相系统瞬时谐波与无功检测方法算法复杂的问题,根据有功和无功功率定义,提出一种检测单相瞬时无功与谐波电流的快速跟踪算法.该方法通过在一个计算周期内,用低通滤波器和锁相环电路得到与电源电压基波同相频的标准正弦波与负载电流乘积后,采样存入采样数据存储队列,然后比较队列中基波周期前后一段数据来快速跟踪有功电流,从而得到实际补偿的谐波和无功电流.仿真表明该方法正确可行,在一个周期内可以实现对补偿电流的准确提取,而且对电流变化跟踪效果好,防干扰能力强.算法简单快速,只需两个乘法器,易于实现.     

静止无功补偿器与有源电力滤波器联合运行系统

提出一种具有功率因数校正、补偿负载不平衡和滤除电网谐波电流的静止无功补偿器(static var compensator,SVC)和有源电力滤波器(active power filter,APF)联合运行系统电路结构。其中,SVC由晶闸管控制电抗器(thyristor controlled reactor,TCR)及固定电容器(fastness capacitor,FC)组成,主要用来快速补偿无功,并通过对其三相不对称控制来消除电网三相不对称和负序电流;APF部分主要用来消除电网及SVC引起的谐波电流,同时抑制固定电容器与电网等效阻抗间可能的串并联谐振。在分析SVC和APF联合运行系统基本工作原理的基础上,对联合运行时的控制方法进行研究。仿真和实验结果证明了该联合运行系统的可行性。     

一种新的混合型有源电力滤波器控制方法

提出一种新的控制策略并应用于混合型有源电力滤波器,实现电力系统无功与谐波的统一补偿。将滤波问题转化为谐波抑制问题,用无静差极点配置控制方式控制无功补偿,用适合于电路拓扑的谐波抑制策略进行谐波补偿,该控制方法具有严格的数学基础,并对各种负荷变化的干扰、参数摄动及未建模动态具有很强的鲁棒性,并能够简化谐波检测。详细阐述了控制方法的原理,仿真结果表明了该方法的有效性及令人满意的性能。     

用新型有源电力滤波器治理企业配电网谐波

针对大型厂矿企业配电网既需治理谐波,又需提供一定容量无功功率的要求,提出了一种新颖的串并联混合型有源电力滤波器(APF),并分析了其结构特点与补偿特性。该APF的无源部分补偿无功功率,而其有源、无源部分则共同抑制谐波。实践表明该APF具有良好的谐波滤波性能和无功补偿能力,具有一定的推广价值。     

一种大功率混合注入式有源电力滤波器的工程应用

针对大功率整流生产现场谐波治理的需要，设计了一种大功率混合注入式有源电力滤波器，分析了其拓扑结构和工作原理，讨论了该有源电力滤波器的谐波抑制能力与死区补偿方法，并提出了一种基于离散傅立叶变换的滑窗迭代算法，能实时有效地检测出谐波参考指令电流；为了实时准确地进行谐波电流跟踪控制，采用了一种基于PI型学习律的迭代学习控制算法，提高了系统的跟踪精度。现场运行情况表明该大功率混合注入式有源电力滤波器能有效满足大功率负载工况下电网谐波抑制和无功补偿综合治理的需要，具有很好的工程应用效果。由于目前国内大功率混合型有源电力滤波器的工程应用实例很少，因此该套系统的设计与实现经验还可以对其它有源滤波系统的工程应用起到一定的指导和借鉴作用。