大功率并联混合型有源滤波器的参数设计与应用研究

综合高电压、大容量谐波抑制兼无功补偿综合治理的需要,从有源滤波器的最佳滤波效果和最小经济成本两个角度考虑,并从主要组成部分的参数设计、主要设备的选取与布线、系统的工程实现等方面对采用注入式结构的并联混合型有源滤波器进行了研究,形成了一整套大功率并联混合型有源滤波器的设计方法,并在某冶炼厂220kV变电站谐波治理工程中得以应用,体现出良好的滤波效果和优异的性价比。该系统的参数设计方法与工程实现经验还可以用于其它有源滤波系统的研究与应用。     

注入式混合型有源滤波器的参数设计及工程应用

研制出一种注入式混合型有源滤波器,重点介绍了各组成部分的设计方法以及工程应用中的注意事项。无源滤波器包括单调谐滤波器和注入式滤波器,可按投资费用最小的方法设计,具体参数设计包括电容器、电抗器的容量和数值,最佳品质因数。耦合变压器的设计包括电压、电流、容量、联接组、变比等。输出滤波器调谐频率确定后,不能简单按照投资费用最小法设计电容和电感,而需要考虑整个系统的阻抗。有源滤波器的设计主要包括大功率逆变器的实现和直流侧电容的选取。控制器采用双DSP的数字化控制方案,其中TMS320F240主要实现与外电路的联系,TMS320C32专门用于实现大量复杂数据的计算。实际工程应用效果表明,投入注入式混合型有源滤波器后,电网电流波形由畸变波形改善为接近正弦波,电流中的谐波分量大幅减少。     

大功率并联混合型有源电力滤波器的研制

针对大型供、配电站需要在滤除谐波的同时进行无功功率补偿的工程要求，改进了目前常用的并联混合型有源电力滤波器的拓扑结构，提出一种新颖的谐波注入式电路，进一步减小了有源滤波部分的容量，达到了工程应用的目的。详细介绍了该系统的滤波原理、控制器结构和大功率逆变器的实现。该装置已在220KV变电站挂网试运行，运行结果表明该装置滤波效果较好、可靠性高。而且这种HAPF的性能价格比较高，因而具有良好的工程推广应用价值。     

并联混合型有源滤波器高速实时控制系统设计

介绍了并联型电力有源滤波器基本原理，提出一种基于DSP的并联混合型三相电力有源滤波器控制系统，并论述该系统的设计特点及软硬件的实现。     

混合型并联有源滤波器的设计及工程应用

为满足高压、大容量谐波抑制和无功补偿的工程要求,提出一种混合型并联有源滤波器.详细介绍了系统各个组成部分的设计方法及工程应用中的具体注意事项.实际应用效果表明,该混合型并联有源滤波器有着良好的性价比,具有广阔的推广应用前景.     

混合型有源电力滤波器的设计与仿真

针对韶冶谐波治理系统的整体要求,介绍了采用PSIM建立并联混合型有源电力滤波器(HAPF)的拓扑结构,在设计主电路中的电感、电容等重要参数时,利用已建立的HAPF仿真模型对预设整体方案仿真,结果表明所设计HAPF能有效补偿系统谐波。     

一种单相并联混合型有源电力滤波器的研究

提出一种新型单相并联混合型有源滤波器的拓扑结构,分析了其基于磁通补偿和谐波分流技术的原理,在无源部分只装设双调谐滤波器的情况下,与传统并联混合型滤波器相比较,有源滤波器(APF)所需容量大大减小;采用检测相地间谐波电压的控制方式,并进行相应的仿真研究.结果表明,新型单相并联混合型有源滤波器滤波效果好,控制方式可行,有源滤波器所需容量很小.     

注入式混合型有源电力滤波器稳定性研究

在介绍注入式混合型有源电力滤波器的拓扑结构及控制策略的基础上,提出了该有源电力滤波器的数学模型,并利用该模型对系统的稳定性进行深入分析。从谐波抑制效果出发,有源电力滤波器放大倍数K的取值越大越好;但是系统中的延时环节、电网电感参数和无源电力滤波器参数均限制了K的取值范围,从而共同决定了有源电力滤波器实际能够投入的最大容量。分析表明:系统中的延时越小、无源电力滤波器及电网的电感参数越大,则最大放大倍数Kmax越大,谐波抑制效果越好;无源部分对Kmax影响有限。实验结果证明了理论分析的正确性。     

注入式混合型有源滤波器的电流跟踪控制

以注入式混合型有源滤波器为例,通过对其建立数学模型,提出了一种递推PI控制作为该混合型有源滤波器的电流跟踪控制算法。为有效解决递推PI控制在稳态性能、动态性能方面存在的矛盾,采用了模糊自调整机构。模糊自调整机构根据实际发出的补偿谐波电流与期望发出的补偿谐波电流之间的误差的大小以及变化趋势等特征,通过模糊推理作出相应决策,在线调整递推PI控制算法的比例系数、积分系数,从而使得系统同时具有较好的稳态、动态性能和自适应能力。相关的稳态、动态实验结果均证明了该电流跟踪控制算法的可行性和有效性。     

并联混合型有源电力滤波器的建模和控制策略分析

针对目前常用的几种典型结构的并联混合型有源电力滤波器,该文通过建立通用电气模型,从理论上对基于几种基本控制策略的并联混合型有源滤波器的滤波原理和优缺点进行了分析;在此基础上,通过比较研究,进一步探讨了不同基本控制策略下电网参数波动对并联混合型有源滤波器工作性能产生的影响。所得的结论可以为并联混合型有源滤波器在复杂工况下基本控制策略的最优选择提供有效的指导,确保滤波装置的安全有效运行。     

新型大功率并联混合注入式有源滤波器的研究与应用

为满足变电站和厂矿企业配电网大功率谐波抑制和无功补偿综合治理的要求,设计了一种新型的并联混合注入式有源电力滤波器,在无源部分治理特征谐波和补偿大容量无功的同时,有源部分还可以动态抑制其余各次谐波.并联混合注入式结构的采用,不仅能降低有源部分的容量,减少滤波装置的初期投资,也更加适应工程实践.本文详细分析了该系统的工作原理,采用了一种基于滑窗迭代的谐波检测方法和一种基于递推积分的三重滑模变结构控制策略,提高了系统的响应速度和控制精度.在某220kV变电站挂网运行的结果表明这种新型的大功率并联混合注入式有源电力滤波器具有可靠性高、治理效果明显、性价比高等优点,有着良好的工程推广价值.     

并联混合型电力滤波器的仿真研究

并联混合型电力滤波器能够很好地改善无源滤波器的滤波性能,实现在大功率场合下的谐波抑制和无功补偿。通过建立混合系统的单相等效电路图,分析了并联混合型电力滤波器的补偿原理和补偿特性;通过研究主电路拓扑结构,给出了主电路各个组成部分的设计方法,其中包括无源滤波器设计、耦合变压器设计、输出滤波器设计及有源滤波器控制策略设计。文章利用Matlab/Simulink构建了仿真模型,给出了仿真模型中各部分的参数,得到了仿真结果。仿真结果表明这种混合型电力滤波器可有效地改善无源滤波器的滤波性能,证明了设计方法的有效性。     

并联混合型有源电力滤波器滤波特性分析

为了比较不同并联混合型有源电力滤波器的滤波特性及电源阻抗对其滤波特性的影响,选用了四种典型的并联混合型有源电力滤波器拓扑结构,分析了它们的工作原理。首先在固定电源阻抗时,画出了在同样的电路参数和控制方式下,不同的并联混合型有源电力滤波器拓扑结构中,流入电源的谐波电流与负载谐波电流比值的波特图,然后又在电源阻抗发生变化的情况下,画出了流入电源的谐波电流与负载谐波电流比值的波特图,通过对这些波特图的分析,比较了不同并联混合型有源电力滤波器的滤波特性以及电源阻抗对其滤波特性的影响,从而找到了滤波效果较好的并联混合型有源电力滤波器的拓扑结构。     

Comparisons between a hybrid shunt active filter and a pure shunt active filter

This paper deals with the hybrid shunt active filter for harmonic compensation of a three‐phase diode rectifier in a 480‐V adjustable‐speed motor drive system. The hybrid filter is formed by a three‐phase LC filter tuned around the seventh harmonic frequency and a small‐rated three‐phase voltage‐source PWM inverter. The LC filter and PWM inverter are directly connected in series. As a result, the DC capacitor voltage of the PWM inverter in the hybrid filter is much lower than that of a conventional pure shunt active filter. This results in higher efficiency, less switching ripple, and less EMI emission. Computer simulation is carried out to compare the hybrid filter with the pure filter in terms of circuit configuration and filtering performance. Simulation results indicate that the hybrid filter is superior in effectiveness and viability to the pure filter. In addition, theoretical analysis based on vector loci confirms the validity of the simulation results. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 153(2): 61–70, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20145     

大功率混合有源电力滤波器的智能控制策略

针对传统PI控制器的比例和积分控制参数是否取得最佳值能够对滤波器滤波性能产生较大的影响,提出了一种基于智能神经网络误差补偿(INNEC)及自适应模糊PI参数整定的大功率混合有源电力滤波器智能控制方法。其中,建立了新的模糊规则并利用模糊推理对PI控制器的比例系数、积分系数进行在线修改,实现PI参数的最佳调整;在经模糊整定后的PI控制器前串接一个智能神经网络误差补偿器来有效补偿负载谐波电流与逆变器实际输出电流之间的误差。仿真和实验结果验证了该控制方法的可行性和有效性,与传统PI控制方法比较,能有效提高系统的目标跟踪能力,滤波性能更好。     

并联型有源电力滤波器的仿真研究

并联型有源电力滤波器可较好地补偿电流源产生的谐波,利用MATLAB中的电力系统仿真工具箱对其进行建模与仿真.仿真试验结果表明,它能很好地补偿非线性负载产生的谐波.     

并联型有源滤波器复合控制方法的仿真研究

在并联型有源电力滤波器(APF)的控制方法中,滞环控制方法响应速度快,受负载参数变化影响小,但开关频率不固定,直流侧电压的稳定性不好。空间电压矢量控制(SVPWM)方法直流电压利用率高,直流侧电压稳定性好,但是负载参数变化影响空间电压矢量控制性能。提出一种将空间电压矢量控制和定频滞环控制相结合的APF电流控制方法,分析了SVPWM控制、单相和三相定频滞环电流控制以及空间电压矢量和定频滞环复合控制方法。并使用PSCAD/EMTDC软件对所述控制方法作了仿真,仿真研究表明,所提出的复合控制方法可使APF具有良好的静态稳定性和动态响应速度。