有源电力滤波器的正弦滞环控制法研究——滞环控制策略分析

本文分析并比较了四种电流滞环控制策略,在将其应用于电压逆变器型有源电力滤波器的电流滞环控制时,提出了降低有源电力滤波器开关频率及减小该开关频率变化范围的方法;提出了用正弦载波代替三角形载波进行控制将更为有利的观点,并通过仿真分析得以验证。本文的研究结果同样也适用于电流逆变器型有源电力滤波器的电压滞环控制问题的分析。     

基于MATLAB的串联型有源电力滤波器建模与仿真

分析串联型有源电力滤波器的工作原理,并对其控制方法进行研究.利用MATLAB仿真软件建立串联型有源电力滤波器的仿真模型,并进行仿真实验.仿真结果表明串联型有源电力滤波器对电压型谐波源具有良好的抑制作用.     

有源电力滤波器(APF)滤波特性仿真结果的研究

在电力系统三相负荷不对称、控制器参数不精确及系统负荷突然变动的条件下,对有源电力滤波器的滤波效果进行了仿真研究．采用一阶预测算法计算出逆变器的理想输出电压,对逆变器各桥臂上的开关元件采用提出的新型脉宽调制（ Ｐ Ｗ Ｍ） 控制．结果表明：有源电力滤波器对严重畸变的电源电流具有良好的补偿;当滤波器交流侧的电感与参与滤波器理想输出电压计算的电感稍有不同时,滤波器仍有较好的补偿效果,补偿后的系统电流总畸变率小;对电力系统中的波动,快速变化的负荷,有源电力滤波器能够进行动态补偿     

并联型有源电力滤波器在厂矿企业中的应用

针对大型厂矿企业传统配电网谐波治理效果不理想,提出采用并联型有源电力滤波器滤除谐波的方法,同时兼顾补偿一定容量的无功功率,并给出并联型有源电力滤波器系统结构与数学模型,完成了基于Matlab的仿真分析和工程应用.仿真结果和现场试验结果验证了该并联型有源电力滤波器在厂矿企业应用的可行性.     

单相并联型APF双环控制技术的仿真研究

分析了系统谐波的危害,提出了有源电力滤波器抑制谐波的有效性,以单相并联型有源电力滤波器为背景,介绍了其工作原理并建立数学模型。详细分析了基于电压外环电流内环的单相并联型有源电力滤波器双环控制系统,并给出了电压外环以及电流内环PI控制参数的具体设计过程。最后通过MATLAB仿真对所设计的系统控制参数进行了验证。仿真结果表明,该种基于电压外环电流内环的双环PI控制器的单相并联型有源电力滤波器能保证直流母线电压的稳定,并对中低频带的谐波进行有效的补偿。     

有源电力滤波器（APF）滤波特性仿真结果的研究

在电力系统三相负荷不对称、控制器参数不精确及系统负荷突然变动的条件下,对有源电力滤波器的滤波效果进行了仿真研究。采用一阶预测算法计算出逆变器的理想输出电压,对逆变器条桥臂上的开关元件采用提出的新型脉宽调制（ＰＷＭ）控制。结果表明：有源电力滤波器对严重畸变的电源电流具有良好的补偿;当滤波器光流侧的电感与参与滤波器理想输出电压计算的电感稍有不同时,滤波器仍有较好的补偿效果,补偿后的系统电流总畸变率小;     

一种新型有源电力滤波器的谐波抑制应用

首先分析和比较了目前常用的有源电力滤波器的拓扑结构,并针对变电站谐波治理的特点和要求,提出了一种新型有源电力滤波器,接着分析了新型有源电力滤波器的结构特点与滤波原理,最后给出新型有源电力滤波器投入现场的效果.     

并联型有源电力滤波器的控制

分析了并联型有源电力滤波器的常规控制方法，提出了并联型有源电力滤波器的新的控制策略及具体的控制方法，并对所提出的控制方法进行了计算机仿真，仿真结果证明了该方法的正确性。以80C196MC单片机为核心，设计了一套实验装置，实验结果证实了该方法在实际中的可行性以及并联型有源电力滤波器所具有的良好的补偿特性。     

三电平有源电力滤波器设计研究

有源电力滤波器能够有效提高电网中的电能质量基于此本文首先分析了有源电力滤波器常用的控制策略,然后使用MATLAB软件进行三电平有源电力滤波器的仿真。仿真结果表明三电平有源电力滤波器能够有效消除谐波。     

针对大功率非线性负载的有源滤波器

采用现有有源滤波器对大功率非线性负载进行谐波滤除时，要求逆变器同时具有很大的容量和较高的开关频率，这必然增加逆变器的技术难度和成本，限制了有源滤波器在大功率场合的应用，作者针对这一问题提出一种新型并联混合型有源滤波器，根据非线性负载产生的主要谐波分量设计逆变器以减小逆变器电流容量，同时逆变器输出电压频率较低，逆变器开关频率可相应降低，逆变器与无源滤波器电感并联，当逆变器发生故障时，无源滤波器仍能正常工作，由于并联滤波电感的分流作用，逆变器电流减小。此外，还提出一种以ip-iq法为基础的单次谐波电波检测方法，Matlab仿真结果表明，并联混合型有源滤波器滤波效果与现有并联混合型有源滤波器的滤波效果接近，但其中逆变器电流减少50％。     

基于直流电容充放电双阈值判据的VSC-HVDC区域电网频率控制方法

柔性直流输电（VSCHVDc）切断了两侧电网的频率联系,区域电网故障时参与调频的机组减少,导致频率调节能力下降,频率波动增大。当区域电网发生频率偏移时,根据变流器容量设置直流电压变化速率的允许范围,提出直流电容充放电的双阈值判据,从而维持区域电网频率稳定,避免频率振荡。针对长时间有功不平衡导致的直流电容调节能力有限的问题,提出利用直流电压升降判断区域电网频率偏移的判据,通过改变VSCHVDC线路输送的有功,参与区域电网频率调节。仿真结果表明,直流电容的有功调节能力能够减小频率波动,主网的有功支援有效弥补了直流电容容量有限的缺陷．     

用于相变存储器的超低输出纹波电荷泵

针对相变存储器编程操作对电荷泵低输出纹波与高瞬态响应速度的要求,提出了一种超低输出电压纹波的开关电容型电荷泵。相比于传统开关电容型电荷泵,在充电阶段,由电压比较器控制泵电容充电时间,泵电容被充电至预先设定的电压值Vo-Vin后停止充电,其中Vo为预期输出电压,Vin为输入电源电压;放电阶段,泵电容串联在输入电源Vin与电荷泵输出端,泵电容上极板电压自然地被提升至Vo并向外部负载输出电流。通过该方法固定电荷泵输出电压,可有效地消除由于电容间电荷分享所造成的输出纹波,并兼顾了高瞬态响应速度。使用中芯国际0.18μm标准CMOS工艺模型进行仿真验证,结果表明新结构的电荷泵在输入电压为2.2~4.8V间,输出5V电压,10mA负载电流,输出纹波低于3mV,电源效率最高可达88%.     

储能电容软开关充电的研究

对固体激光电源储能电容的充电技术是激光电源技术的核心内容。由于电容在充电过程中,其电压不断改变,其等效负载也在较大的范围内变化,因而对充电电路的负载特性提出了较高要求。本文利用有源钳位技术,实现了开关管工作于零电压状态下的对储能电容的恒流充电,降低了开关损耗,得到了较高充电效率。     

小功率直流电源的分析与设计

随着电子技术的发展,电容降压式的小功率直流电源在实际生产和生活中得到了广泛的应用。在对电容降压式电源电路进行详细分析的基础上,通过仿真结果与实际测试的对比,提出了电路参数的计算公式。将此结果应用于小功率电容降压式直流电源的设计中,为此类电源设计提供了理论依据和指导。     

UPQC直流储能单元的电压控制

将有源功率因数校正技术引入UPQC直流储能单元的电压控制。详细阐述了其工作原理,给出了电压控制器和电流控制器的数字控制方法,消除了充电电流中的谐波和无功电流,储能单元电压稳定,能够应对输入电压变化的工况,动态性能良好。     

一种拓扑不对称的三相电力有源滤波器研究

提出了一种适用于三相有源电力滤波器的不对称拓扑,该拓扑结构将无源滤波器与低功率有源滤波器结合以降低电压型逆变器(Voltage Source Inverter,VSI)的容量,减少系统损耗。该拓扑包含一个三相桥、两相双谐振LC无源滤波器和一相耦合电感。所设计的拓扑方案通过减少器件数量,探讨器件参数差异对有源滤波器(Active Power Filter, APF)补偿效果的影响。并提出了一种基于虚拟电容电压的补偿控制策略,实现对系统的有效控制,仿真和实验表明本文所提出的拓扑和控制策略是可行的。该拓扑及其控制策略方案在减少器件数量的同时,也便于结合传统对称控制策略使用,易于工程实现。     

利用参考电压注入的Buck变换器电感电容估计

电路的元件参数,尤其是电感和电容值,严重影响着Buck变换器的控制性能。提出了一种参考电压脉冲注入法用于电感和电容的在线估计。为了提高Buck变换器中电感和电容值的估计精度,利用原稳态和新稳态构建满秩状态方程,在线推导算法所需寄生参数和负载电阻。研究基于电感伏秒特性和电容电荷平衡特性的精确离散时间变换器模型,为元件参数估计奠定了基础。通过给参考电压注入短脉冲信号,并使用PID控制器对电路中的电感电流和输出电压进行调节,建立了用于参数估计的瞬态和新稳态。利用瞬态中采样的电压和电感电流估计电感和电容值,避免了稳态时的收敛问题。基于提出的平均电感电流估计算法,电流采样频率降低至开关频率。最后,在Matlab/Simulink平台上进行了仿真验证,结果表明：即使在考虑实际噪声的情况下,电感和电容值的最大估计误差分别小于2%和4.2%;相较于其他参数估计算法,参考电压脉冲注入方法的引入有效提高了参数辨识的估计精度,有助于Buck变换器系统控制性能的提升。     

用于能量获取的低压输入DC/DC转换器

提出了一种低压输入能量获取DC/DC转换器,可在输入电压低至25 mV的情况下工作.为适应不同的应用系统需要,该电源管理系统提供4种不同的电源输出,为各种应用提供最佳电压设计,以适应低功耗设计要求;在输入电压不存在的情况下储能电容可对系统进行供电,延长了系统寿命并拓展了应用.在0.18 μm CMOS工艺下,300 μA负载电流下效率达到64%.该设计为无线检测和数据采集应用提供了完整电源管理解决方案.     

氢氧化镍掺杂活性炭复合电化学电容器的研究

在活性炭中掺入一定量的Ni（OH）2作为电化学电容器的上下极活性物质，通过恒流充放电测试考察了掺入Ni（OH）2的活性炭正极与纯活性炭负极组成的复合型电容器，在不同充放电条件下的电化学电容特性。实验发现，该复合电容器的稳定工作电压可提高至1．3V，并具有较高的比电容量，可以有效地提高了电化学电容器的能量密度。与纯活性炭型电容器相比，其能量密度可以增加70％～85％，同时，这种复合型的电化学电容器具有较长的循环寿命和较低的自放电率。