四桥臂APF三维空间矢量电流跟踪控制研究

为解决三相四线制不对称电网系统的谐波污染问题,通过对三相四桥臂有源电力滤波器(APF)的电路结构进行分析,并与三桥臂APF的电流跟踪控制方法进行对比,提出了一种改进型的三维空间矢量电流预测方法,实现了四桥臂APF对谐波电流的有效补偿。仿真实验的结果证明了该方法的正确性与有效性。     

配电网三相四桥臂有源电力滤波器控制研究

针对三相四线制配电网中日益严重的谐波和中线电流问题,对并联型三相四桥臂有源电力滤波器(APF)进行研究。提出一种采用基波正序电压提取环节来锁定相位和频率的无锁相环改进检测法,建立了三相四桥臂APF的高频数学模型,采用基于a,b,c坐标系的三维空间矢量脉宽调制(3D-SVPWM)算法及电压电流双闭环策略进行控制。最后,对提出的控制策略进行了实验研究,实验结果验证了其正确性和有效性。     

四桥臂APF精确反馈线性化滑模控制

此处研究一种基于精确反馈线性化的改进趋近率滑模控制,并成功运用于三相四桥臂有源电力滤波器(APF)。通过建立四桥臂APF在旋转坐标系下的数学模型,推导出三输入三输出的仿射非线性模型,并设计了基于状态反馈精确线性化的滑模控制器,实现对谐波指令电流的无静差跟踪。接着运用三维空间矢量脉宽调制(3D-SVPWM)技术生产脉宽调制(PWM)波,来控制四桥臂变流器的通断。通过仿真与实验验证了,与传统的比例积分(PI)控制策略相比,所提控制策略具有跟踪补偿精度高,响应速度快的优点。     

空间矢量和神经网络控制四桥臂APF电流

提出了一种三相四桥臂有源滤波器(APF)的混合控制方法,即将四桥臂变流器控制分为三相主功率桥臂和第四桥臂控制两部分,前者采用矢量电流跟踪控制策略,同时,对第四桥臂负载零序电流的跟踪控制,采用神经网络控制器代替滞环比较器,不仅和滞环比较器一样简单可靠、实时性好,同时也避免了滞环控制造成的系统开关频率不固定,稳定性低等缺点。最后进行了仿真,结果表明效果良好。     

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。     

面向独立供电系统的四桥臂电流源变流器3D-SVPWM方法

针对传统电流源变流器的调制方法无法实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且会有较高的共模电压的问题,提出了一种三相四桥臂电流源变流器的三维空间矢量脉宽调制（3D-SVPWM）方法,并将其应用于三相四线制独立供电系统。首先,定义了三维电流空间矢量,分析了不同电流空间矢量对应的共模电压。其次,提出了判断参考矢量所在四面体的方法。然后,通过优化空间矢量顺序,提出一种低开关动作次数下有效减小共模电压的空间矢量顺序。最后,实验表明所提3D-SVPWM方法能够实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且能有效降低共模电压。     

新型三电平三相四桥臂APF矢量模式单周控制策略

提出三电平三相四桥臂有源电力滤波器(APF)矢量模式单周控制策略.基于三电平三相四桥臂APF等效开关模型和开关函数的定义,得到该拓扑的有效绝对开关状态表,同时对1个工频周期进行12等份,在每个30°区间对应绝对开关状态表,首先选择出该区间内第4桥臂的开关状态,然后再根据电压大小设定其他桥臂开关状态,以实现将开关模型等效成3-Boost结构,最后建立控制模型得到控制目标方程.依据控制目标方程对三电平三相四桥臂APF进行了仿真和实验研究,研究结果表明基于该控制策略的四桥臂APF能有效地补偿系统谐波和无功电流,补偿性能好,验证了所提控制策略的可行性和有效性.     

面向独立供电系统的四桥臂电流源变流器-方法

针对传统电流源变流器的调制方法无法实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且会有较高的共模电压的问题,提出了一种三相四桥臂电流源变流器的三维空间矢量脉宽调制(3D-SVPWM)方法,并将其应用于三相四线制独立供电系统。首先,定义了三维电流空间矢量,分析了不同电流空间矢量对应的共模电压。其次,提出了判断参考矢量所在四面体的方法。然后,通过优化空间矢量顺序,提出一种低开关动作次数下有效减小共模电压的空间矢量顺序。最后,实验表明所提3D-SVPWM方法能够实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且能有效降低共模电压。     

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。     

四桥臂有源电力滤波器双闭环控制策略

提出一种由重复控制电流外环和基于PI控制的电流内环构成的双闭环控制策略,以改善三相四桥臂有源电力滤波器(APF)的动态响应速度并提高谐波电流补偿增益。给出了电流双闭环控制策略的设计原理,对控制系统的稳定性进行了详细分析。进一步提出一种零序电压线性控制脉宽调制策略,以解决传统三维空间矢量脉宽调制(3D-SVPWM)策略计算复杂的问题。推导了N桥臂开关管占空比与参考电压零序分量之间的线性关系,并由此得出桥臂开关管占空比的表达式。通过仿真和实验验证了所提闭环控制策略的正确性与有效性。     

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。     

基于三相四桥臂逆变器的APF预测控制方法的研究

为解决三相四线制不对称电网系统中的谐波污染问题,提出了一种应用于三相四桥臂有源电力滤波器(APF)的控制方法。该方法在T采样时刻预测出T+1时刻的网侧电压和逆变器输出电流值,并根据建立的系统数学模型计算出T+1时刻的参考电压值,然后利用三维电压空间矢量调制得出主电路的控制信号,驱动主电路输出补偿电流以达到消除谐波的目的。此方法能有效降低采样、计算环节带来的延时,具有直流电压利用率高,系统动态响应好的优点。仿真实验证明了该方法的可行性。     

四桥臂并联型有源电力滤波器控制研究

针对三相四线制电力系统谐波治理,提出了一种四桥臂并联型有源电力滤波器(SAPF)谐波补偿改进控制方案。谐波电流跟踪控制采用三维空间矢量调制算法,SVPWM具有直流电压利用率高、电流畸变率小等优点;直流侧总电压稳定,采用模糊PI自适应控制,直流侧电压动态响应快,超调小。对SAPF直流侧上下电容电压值平衡控制进行了研究。通过仿真验证了该控制方案的正确性与可行性。     

三相四桥臂动态电压恢复器滑模变结构控制仿真研究

将一种三相四桥臂逆变器的拓扑结构应用于动态电压恢复器主电路。具有直流电压利用率高、无需大的直流电容,不需要对直流电压进行附加控制等优点。同时,采用基于abc坐标系的三相四桥臂逆变器空间矢量调制方法,在此基础上,提出动态电压恢复器的滑模变结构控制器设计方法。消除了负载电流扰动对系统控制性能的影响。最后在理论分析基础上,通过仿真对上述方法进行了验证。仿真结果表明,上述方法具有较理想的动态和静态性能。     

基于无源化方法的三相四线制APF控制器策略

电流跟踪控制是并联型有源电力滤波器(APF)的控制器设计的关键问题之一,利用APF的无源特性来实现电流跟踪控制可以取得较常规的线性和非线性控制器更好的控制效果.首先建立了三相四线制下四桥臂APF的状态空间模型;在此基础上利用无源控制方法构造电流跟踪动态控制器,然后基于APF的工作机理分析给出了实现渐近跟踪和内部稳定的充分条件;最后利用PSCAD软件包对所提出的控制算法进行了仿真测试,证明了新算法的有效性.     

基于ip-iq法和单周控制的三相有源电力滤波器

为了解决单周控制的三相有源电力滤波器的不足,本文将基于瞬时无功功率理论的ip-iq谐波检测法和单周控制相结合,以基波电流作为控制参考,运用于三相三线制有源电力滤波器中,并建立控制方程和控制电路。通过仿真验证了在电网电压存在畸变时,有源电力滤波器的补偿效果良好,且可以根据对谐波和无功电流灵活补偿。方案还可以运用到三桥臂三相四线制有源电力滤波器中。     

基于复合模型预测控制策略的三电平APF研究

电力有源滤波器(Active power filter,APF)是消除电网中非线性负载产生的电流谐波的有效手段之一。提出一种三相静止坐标下的基于模型预测控制复合控制器,复合控制器由改进的自适应广义积分器和模型预测控制两部分组成。该复合控制策略有效地整合了预测控制和自适应广义积分器的优点,在最大限度利用模型预测进行谐波电流快速跟踪的同时,采取自适应广义积分器对各次谐波进行无静差跟踪控制。所提出的复合控制器与三电平电压空间矢量调相结合,能够消除单独预测控制交流变量时所存在的稳态误差问题和改善系统鲁棒性。详细研究了复合控制器的设计方法,并给出了系统的参数设计和稳定性分析。最后通过实验验证了控制方法的正确性和有效性。     

三相并联型有源电力滤波器的仿真研究

分析了三相并联型有源电力滤波器的系统结构和工作原理,介绍了基于三相瞬时无功功率理论的指令电流计算方法和主电路的控制策略,在此基础上建立了有源电力滤波器的仿真模型,并在MatLAB／Simulink平台上对该模型进行了仿真。仿真结果表明谐波计算方法正确,主电路控制策略合理,所设计的有源电力滤波器能够有效地抑制谐波电流,显著提高了电能质量。     

四桥臂APF定频滞环电流控制

提出了一种基于空间电压矢量的三相四桥臂APF定频滞环电流控制方法。该方法通过一组外滞环比较器,快速判定参考电压区域,将参考电压矢量空间分成四个平行六面体。通过一组內滞环比较器,根据参考电压所在区域,选择适当的三相开关独立地控制相应的相间电流,解耦后实现定频滞环控制。该方法还考虑了误差电流相位调节,使误差电流达到最优,提高了控制精度,同时保持了稳定的开关频率。最后应用PSCAD/EMTDC电力暂态仿真软件验证了本文方法的有效性。