基于载波相移级联多电平APF的研究

研究了基于载波相移技术的级联多电平变流器在有源电力滤波器(APF)中的应用问题,详细分析了级联型多电平变流器的工作原理,设计了基于DSP+CPLD载波相移的H桥级联多电平APF系统。仿真和实验结果表明,该系统能实现较高的等效开关频率,低压开关器件级联实现高压输出,具有结构简单、动态响应速度快、补偿性能好等优点。     

级联式有源电力滤波器控制策略及实验研究

针对由级联式多电平变换器为主电路的有源电力滤波器,其主电路中直流电容相互独立,如果没有有效控制措施,这些独立的电容电压会产生不平衡,严重威胁装置的安全、稳定运行。本论文提出一种有效控制策略,不仅具有良好的补偿效果,而且保证了主电路中各级联单元直流侧电容电压恒定和均衡。为了验证所提控制方法和控制策略,本文搭建了两级级联式有源电力滤波器,实验结果表明,该系统具有良好的滤波性能,同时也保证了各级联单元直流侧电容电压恒定和均衡,进一步表明本文所提方法的有效性和正确性。     

级联混合型有源电力滤波器的仿真研究

高电压等级电力系统中,大容量有源电力滤波器的谐波抑制性能主要受主电路开关器件耐压水平和工作频率的限制.提出一种由有源级联多电平逆变器和无源单调谐滤波器构成的混合型有源电力滤波器主电路拓扑结构以及该混合型装置主要参数的设计方法.由于无源滤波器的存在,稳态运行时,可以大幅降低有源部分的容量和耐压水平,同时分析了该混合型装置绝大多数基波电压由无源部分承担的原因.此外,有源部分级联结构的应用可以降低单个开关器件的耐压水平,获得较高的等效输出频率.对级联混合型有源电力滤波器主电路及其控制系统进行仿真,仿真结果验证了所提方案的特点以及良好的补偿效果.     

基于H桥级联型逆变器的APF直流侧均压和稳压控制策略研究

针对H桥级联型逆变器直流侧电压不均衡、不稳定的现象,深入研究了一种两级式的均压和稳压控制策略。上级稳压控制维持各相直流侧总电压的稳定,控制装置与电网间的能量交换;下级均压控制维持相内各单元直流侧稳定,按需求分配从电网吸收的功率。从能量的角度分析了直流侧电容电压的波动规律和均压、稳压的控制原理。最后通过Simulink进行仿真,验证了基于H桥级联型逆变器APF的均压、稳压控制策略的可行性。     

基于载波相移技术的H桥级联高压APF研究

作为高压电力有源滤波器(APF)的预研,采用数字信号处理芯片TMS320F2812为核心搭建了三相H桥级联APF实验样机。以基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测算法为基础,对相电流进行分解并进行数学分析,提出一种新的三相谐波及无功电流检测方法,可省去常规谐波及无功电流检测p-q法和ip-iq法中的2次坐标变换,节省控制器计算时间。仿真及实验结果表明实验样机可有效实现谐波补偿。     

基于混合调制的混合H桥级联APF研究北大核心

有源电力滤波器能够有效地、实时地跟踪补偿非线性负载产生的幅值、频率变化的谐波和无功电流。研究了一种星型结构的混合3单元H桥级联三相APF,在中高压领域有比较广阔的应用前景。首先对其进行了数学建模,详细地分析了混合调制方式;指令电流采用基于瞬时无功功率理论的方法进行提取,H桥模块直流侧电压采用分层控制来实现稳压。通过仿真验证了设计的APF能够有效地补偿负载电流中的畸变成分,系统表现出良好的稳态和动态性能。     

级联型H桥多电平变流器在有源电力滤波器中的应用

针对级联型H桥有源电力滤波器(APF)直流电压的不平衡,提出了改进的电压内、外环加电流环控制方法,实现直流电压的均衡控制。采用基于瞬时无功功率理论的ip-iq谐波检测法和CPS-SPWM调制技术,搭建了2级级联型APF模型。仿真结果表明,采取所提出控制策略的级联型H桥APF能够很好地补偿谐波电流,同时也能维持直流电压的平衡和稳定,从而验证了方法的正确性和可行性。     

级联H桥有源电力滤波器直流电压控制策略研究

采用级联H桥结构的有源电力滤波器是治理中压电网电流谐波的理想方案之一,其中,级联H桥有源电力滤波器直流电容电压的稳定控制是关键点。在分析直流电容电压波动的基础上,提出级联H桥有源电力滤波器直流电压控制策略。这一策略通过控制基波正序有功电流,使总电压稳定;通过微调相输出电流,调节相间有功分布,控制相间均压;通过在每个子单元逆变电压上叠加一个与基波补偿电流方向有关的电压矢量,实现相内均压。根据有源电力滤波器的特点,使控制装置输出一个稳定的基波正序无功电流,用以提高相内均压的控制效果。在低压实验平台上搭建两级级联单元,验证级联H桥有源电力滤波器直流电压控制策略的有效性,为后续高压试验及中高压应用提供理论基础。     

基于分层控制的级联H桥型APF直流电容电压平衡控制策略

直流侧电容电压均衡一直是级联H桥型变流器拓扑研究很重要的一方面,也是装置安全可靠运行的关键技术。在分层控制的架构上,提出了改进的有功电压矢量叠加法。上下层分别叠加有功直流分量和有功电压矢量,最终对单链节吸收的瞬时有功功率进行调节来实现直流侧电压平衡。仿真结果表明,采用上述的控制方法,直流侧电压不平衡问题得到了很好的改善,且具有良好的动态响应特性。     

基于H桥级联型变流器的有源电力滤波器

提出了一种基于H桥级联型变流器的有源电力滤波器(APF)系统的电路拓扑结构,分析其闭环控制策略和主电路系统参数。对APF样机进行了无功补偿试验和不平衡补偿功能试验。试验结果表明,APF系统动态响应速度快、补偿性能良好,验证了理论分析和样机装置设计的正确性。     

基于两相级联H桥的三相有源电力滤波器的控制与调制

针对三相三线制电力系统仅要求补偿谐波电流时,传统的基于三相级联H 桥的三相有源电力滤波器（APF）成本较高的问题,提出了一种基于两相级联 H 桥的三相 APF 拓扑结构。省去了传统三相级联 H 桥中任一相桥臂的 H 桥,不仅不影响补偿效果,而且能达到降低成本的目的。同时直流侧电压采用分层控制,谐波检测采用id-iq 电流检测策略。最后,通过搭建 PSCAD／EMTDC 仿真平台并验证。仿真结果表明,新拓扑结构应用于补偿三相三线系统中的谐波电流是可行的。     

基于LCL滤波的三电平APF研究

采用3阶LCL滤波器代替传统并联APF的纹波电感,兼顾到了低频段增益和高频段的衰减,通过理论分析,推导了适用于三电平变流器的LCL滤波器参数选择原则;针对APF补偿电流跟踪控制问题,采用改进型二阶广义积分器算法,消除了积分环节稳态误差,同时克服了电网频率小范围波动以及电压正、负、零序问题对积分器的影响.仿真和实验验证了该APF系统的正确性.     

电压分层控制的H桥级联有源滤波器研究

为了研究应用于中高压领域的有源电力滤波器(APF),建立了3级H桥级联APF数学模型,采用载波相移调制技术将装置的等效开关频率提高6倍,基于瞬时无功功率理论提取谐波及无功电流,采用三角载波比较法跟踪指令电流,直流侧电压采用分层控制来实现稳压和均压。仿真结果表明,H桥级联APF能够快速精确地检测出谐波及无功电流,在器件开关频率1.05 k Hz下补偿谐波及无功电流,将电网相电流THD由27.66%降至1.24%,同时维持直流侧电压的稳定和均衡,使电压误差率不超过2%。系统能在1个电网周期内响应负载的动态变化,从而验证了方案的可行性。     

H桥三相5电平电压型变流器在有源滤波器中的应用

首先分析了载波相移SPWM(CPS-SPWM)技术原理和该技术在电压型多电平变流器中的应用,具体讨论了通过级联H桥实现变流器的技术方案;利用基于瞬时无功功率理论的自适应闭环检测方法,构建了有源电力滤波器(APF)装置.实验验证了将基于CPS-SPWM技术的级联H桥型多电平变流器应用于三相APF上,能在较低开关频率下实现非线性和感性负载引起的谐波及无功污染的补偿.     

级联型有源电力滤波器控制技术研究

在高压大容量场合,传统的级联型有源电力滤波器(APF)需要对谐波和无功电流进行检测,算法复杂,且检测精度影响APF的电流补偿效果.提出一种直接电流控制(DCC)和倍频载波相移SPWM(FDCPS-SP-WM)相结合的级联型APF控制技术,具有易于实现、谐波补偿效果好等优点.首先构建了直流侧电压、网侧电流双闭环控制方案;然后对双闭环控制系统的具体实现进行了分析;最后通过一台1kV·A,10 kHz两H桥级联APF的原理样机进行了实验验证.     

基于线电压误差标准化的三电平APF开路故障诊断方法

为提高有源电力滤波器APF（active power filter）系统运行可靠性,针对三相三电平并联型APF功率开关管发生的开路故障,提出基于线电压误差标准化的故障诊断方法。该方法根据APF系统在正常状态和故障状态下输出线电压存在误差,通过分析误差与当前系统控制状态信号、输出电流之间的逻辑关系进行故障诊断与定位。为了简化算法,对线电压误差相对于直流侧进行标准化处理;设定阈值与诊断变量进行比较,消除测量误差;同时采用时间标准提高故障诊断的可靠性。该方法可以实现故障诊断与定位同时完成,且所用时间限定在采样周期量级,具有很好的快速性和可靠性,同时适用于系统的动态响应过程。仿真结果分析验证了该方法的有效性。     

基于Luenberger观测器的链式APF控制策略研究

文章提出基于Luenberger 观测器的鲁棒预测电流控制器设计方法,有效克服传统无差拍控制和基于两拍采样的预测电流控制方法在控制延时情况下稳定裕度低、鲁棒性差等缺点,该方法有效补偿电流跟踪的时滞效应,显著地改善电流环的高频特性,提高控制精度、改善系统的稳定裕度和鲁棒性。动模实验表明,链式APF对于各种非线性负载均具有良好的补偿精度和动态响应速度,实现各H桥直流母线电压自均衡控制。     

有源电力滤波器的一种新型控制方法研究

提出1种用于有源电力滤波器的新型控制方法,其特点是无需进行瞬时无功计算,且容易实现,尤其适合于单相电路。文章给出了理论分析和数值仿真结果。