APF直流侧电压自适应PI控制

三相三线制有源滤波器(APF)大多采用传统的PI控制策略来控制直流侧的电容电压。为了提高有源滤波器的性能指标,在传统的PI控制基础上,结合最小隶属度模糊控制理论,提出模糊PI的直流侧电压自适应控制。模糊PI控制可以根据实时情况改变比例和积分参数,解决了传统PI控制器在非线性系统中的缺点。MATLAB仿真表明,模糊PI自适应控制与传统PI控制相比,跟踪性能更强,直流侧电压超调量更低,动态性能更好,并且有效地降低了电网谐波的畸变量。     

基于模糊PI控制的APF在不平衡负载下的补偿特性研究

分析了采用直接控制电源电流的有源电力滤波器(APF),给出了此种控制方式下的APF的基本结构以及控制部分的原理,尤其针对三相四线系统,在三相负载不平衡的情况下此种控制方法的可行性.直流侧电容电压采用PI和自适应模糊PI两种控制方式,在Matlab/Simulink环境下进行了对比.仿真表明,采用自适应模糊PI控制的APF响应速度加快,调节精度提高,稳态性能变好,而且没有超调和振荡,具有较强的鲁棒性.     

有源电力滤波器模糊软启动控制

为了解决传统控制方式下有源滤波器投入时引起的电压超调和电流冲击问题,增强整个系统的鲁棒性,采用带有自调整因子的模糊控制规则设计了直流侧电容电压的模糊软启动控制器.此控制器可以根据系统的实际情况对控制规则进行自动、实时调整.最后将模糊控制和PI控制相结合,构建了复合控制器,其具有PI控制稳态精度高、模糊控制鲁棒性强及自适应的优点.仿真结果验证了文中所提出的复合控制策略的有效性和可行性.     

基于直流侧电压周期离散控制的单相并联有源滤波器

针对有源滤波器电流谐波分量检测运算复杂,且在负荷电流变化时出现电源电流畸变现象,从直流侧电容电压与交、直流侧功率传递的关系出发,并结合有功电流的周期性特点,提出了基于直流侧电容电压周期离散控制的新型有源滤波器控制方法.该方法以电网电压为同步信号,在电网电压信号的过零点采样直流侧电容电压,并通过周期离散控制可以获得负荷电流有功分量.采用该周期离散控制方法可实现对直流侧电容电压的线性化控制,并使有源滤波器对谐波的补偿是瞬时的.该文给出了单相并联有源滤波器的直流侧模型,基于该模型推导出周期离散控制方法.以该方法研制了10kVA有源滤波器样机,仿真和实验结果表明该方法控制简单,稳定性好,谐波补偿速度快,能够有效地避免负荷变化时的电流畸变现象.     

有源电力滤波器直流母线电容损坏分析

通过查找有源电力滤波器直流母线电容损坏原因,发现APF抑制系统谐振时产生的低频纹波电流加速了电容的损坏.采用PWM自适应控制阀值算法,可减少纹波电流,有效地防止电容的损坏.     

一种APF直流侧电容电压的新型控制策略研究

针对传统PI控制方法存在的超调量过大、电压纹波问题的缺陷,提出一种有源电力滤波器(APF)直流侧电容电压的新型复合控制策略,即将自适应检测无差拍控制产生的误差,经由重复控制,从而进一步减小控制误差。分析比较了传统的PI控制方法与基于重复控制的自适应预测无差拍控制方法,并对直流侧电容电压的控制进行了仿真,结果表明了该新型控制策略的可行性与优越性。     

有源电力滤波器直流侧电压的模糊自适应控制

在传统的基于PI控制的有源电力滤波器直流侧电压控制方法的基础上,提出了模糊自适应控制的直流侧母线电压控制新方法。通过模糊控制规则,可以自动调整PI参数,从而提高了系统的动态响应,消除了系统的稳态误差。仿真结果表明:该方法响应快、无超调、鲁棒性强,较传统PI控制具有更好的动、静态特性。     

基于RLS自适应算法的APF电流检测

有源电力滤波器(APF)电流检测算法使用低通滤波器(LPF)提取基波有功直流分量,直流分量的提取精度直接影响着指令电流信号的计算精度。提出一种应用数字递推最小二乘法(RLS)替代模拟LPF的电流检测新方法。RLS自适应滤波算法是在采样周期内对整体采样序列进行滤波器权系数最优化搜索,即对权系数迭代中的步长寻优,从而准确地跟踪输入信号的直流分量。新方法以瞬时无功功率理论为电流检测依据,利用坐标、三角变换矩阵根据电网三相瞬时电流计算出电流瞬时有功、无功交/直流分量。应用Matlab软件编写RLS自适应滤波算法程序进行仿真,结果表明APF电流检测中采用数字RLS自适应滤波提取直流分量的方法是可行、有效的。     

单独注入式APF直流侧电压的稳定控制

有源电力滤波器(APF)的直流侧电容电压不稳定直接影响滤波装置的补偿性能.通过对单独注入式.APF的直流侧电容电压升高机理进行分析,得出了APF的能量交换中有功功率与无功功率的流动造成直流侧电压的波动,同时当逆变器开关损耗及输出滤波器内阻损耗小于回灌到APF直流侧的有功功率时,直流侧电压也会抬升的结论.一方面在注入电路参数设计中考虑了实际应用中要注意电网电压的冲击等情况,以保证逆变器中功率器件的安全运行;另一方面提出对直流侧电容电压进行模糊控制的方法,通过检测滤波器支路的基波电流,控制APF产生与基波电流方向相同或相反的基波电压,来实现主动地控制APF从电网吸收或向电网释放有功功率,从而提高了电容电压稳定性.     

单相并联有源电力滤波器直流侧电压控制的研究*

以单相并联有源电力滤波器(SAPF)为研究对象,针对直流侧电压影响在传统PI控制方面存在的超调量静差较大,影响APF补偿性能问题,提出了模糊自适应PI控制策略.在传统PI控制和模糊控制理论基础上,设计了一种模糊自适应PI控制器.仿真结果表明,该控制策略较传统PI控制策略响应速度更快、超调量更小,而且提高了直流侧电压的稳定性及APF的补偿性能.     

考虑时滞的APF直流侧电容电压波动规律分析

有源电力滤波器(APF)是一个强非线性系统,其主电路参数选择直接影响其补偿性能,而直流侧电容电压纹波是影响其选择的重要指标。基于APF状态空间数学模型分析直流侧电容电压波动规律及纹波;根据特定负载推导出小时滞情况下电压波动率估算公式;最后进行了仿真实验验证。结果证明了所提估算公式的正确性及所提方法的有效性。该结论可直接用于参数选择。     

基于重叠存储的快速自适应滤波器算法研究

为提高LMS算法的收敛速度和精确度,提出基于重叠存储的快速自适应滤波器算法,利用重叠存储法的快速卷积技术,进行快速傅里叶变换来实现。理论分析和计算机仿真均表明改进后的算法具有较快的收敛速度和较好的稳态性能,估计精度高优于其它算法。     

局部放电在线监测中的自适应滤波方法

局部放电在线监测对保证电力变压器安全运行有重要意义,实现在线监测的关键是从强干扰中监测出微弱的放电信号。针对怎样抑制周期性干扰,文献中报道较多的是LMS自适应滤波方法,但该方法需调整参数多,对脉冲型干扰表现出不稳定性。为此,文中分别论述并比较了LMS算法和基于鲁棒RLS算法的自适应滤波方法的基本原理及实现方法。实验结果表明：鲁棒RLS算法较好地解决了LMS算法存在的问题,且能获得更高的信噪比,基本适用于局部放电在线监测。     

基于RLS算法的时变谐波检测

以自适应线性组合器为时变谐波检测器的模型,根据逆归最小=乘(RLS)自适应滤波算法较好的跟踪性能,使之应用于时变谐波的跟踪检测.仿真表明该方法比以往的基于最小均方(LMS)自适应滤波算法的谐波幅值和相位参数的测定具有更好的跟踪效果.     

并联式多级回声抵消器设计研究

在回声抵消研究中,LMS算法由于具有算法简单、易于实现的特点而得到广泛应用.然而,采用LMS算法的自适应回声抵消器的性能仍然有很大的改进余地,可以通过对算法本身的改进和对利用该算法的自适应滤波器的结构的改进达到更好的性能,主要研究了利用LMS算法的AEC自适应滤波器结构上的改进,提出了一种新的滤波器设计方法,该方法通过将采样信号在输入端拆分,分别输入到多个并联的子滤波器中分别处理,得到对回声信号的估计后将它从掺杂有回声信号的接收信号中消除,并在输出端重新组合,成为对原始信号的恢复.这种并联多通道结构可以有效提高回声抵消器的收敛速度、降低运算量.由于这种方法利用了多通道并联自适应滤波器的结构,因此要求非常严格的数据同步和时间控制.仿真结果表明,这种方法对回声抵消具有良好的效果.     

新型注入式HAPF谐波电流及直流侧电压控制新方法

针对注入式混合有源滤波器中无源与有源部分补偿效果叠加、补偿谐波电流在经过注入支路和输出滤波器之后会产生一定的相位和幅值偏差,以及基波谐振支路的存在使得必须通过添加整流桥的方式获取直流侧电压从而难以保持直流侧电压的稳定等问题,提出了一种改进结构的新型谐振注入式混合型有源滤波器(hybrid active power filter,HAPF),使直流侧电容能够与电网产生能量交换。在此基础上结合提出的基于基波无功电流闭环调节的直流侧电压控制方法,保证了直流侧电压的稳定;提出了采用递推积分将无源滤波器作用后电网谐波电流与注入支路补偿电流进行闭环比较控制以获得参考电流的方法,减小了误差,提高了系统的控制精度。实验及仿真结果证明了所提出控制方法计算量较小,在响应时间和控制精度上都具有一定优势,能够满足系统的要求。     

APF直流侧电压控制小信号建模及参数整定

直流侧电压控制是并联型有源滤波器APF(active power filter)的关键环节,精确设计控制器参数有助于提高系统性能。在传统直流侧电压控制模型基础上建立了其控制小信号模型,进而提出一种基于小信号模型的PI参数整定方法。采用零极点配置将含有右半平面零点的小信号模型转化为普通的二阶滞后系统,根据劳斯判据和两步整定法详细讨论了PI参数的选取原则,重点分析不同PI参数对系统性能的影响。该方法在实验参数已知的情况下,可以准确计算出PI控制器参数,在保证系统谐波补偿性能的同时具有较小的直流侧电压超调。仿真和样机实验结果都表明了该方法的可行性。     

基于PCH模型的APF非线性L_2增益控制新方法

在所建立的有源电力滤波器APF(active power filter)端口受控哈密顿系统PCH(port controlled Hamiltonian)平均化模型基础上,提出了一种非线性L2增益控制新方法.该方法建立了APF的PCH平均化模型,设计了L2增益控制律,针对误差系统的欠驱动性质和准确估计直流电容参考电压波动量的困难,从提高系统的鲁棒性和简化控制方法执行的角度着眼,分别采用间接控制以及大电容条件下忽略直流电容参考电压波动量的方法进行解决.此外,该方法还对采用固定反馈增益控制时APF内层控制过调制现象的产生原因进行了分析,通过设计滑动反馈增益限幅控制代替固定反馈增益控制,在满足内层控制约束下确保补偿效果.仿真结果验证了该方法的正确性和有效性.     

基于自适应逆控制的并联型有源电力滤波器的仿真研究

首次将自适应逆控制应用于并联型有源电力滤波器的控制,提出了一种新的并联型电力有源滤波器的控制方法.此方法把有源滤波器及主电路部分看作广义有源滤波器并利用其逆模型作为控制器对其进行控制.此控制算法对电路中的参数变化不敏感,不但简单易行,而且比较可靠有效,对理想三相电源电压能够产生较好的补偿效果,当电源电压出现畸变和不平衡时,仍能得到较好的补偿效果.仿真结果证实了所提出算法的可行性.     

一种基于空间矢量的APF直流侧电容电压设计和优化方法

并联型有源电力滤波器(SAPF)的直流侧电容电压直接影响谐波补偿性能。合理的电容电压设定值既可以保证补偿效果,又可以降低直流侧电容的耐压值选取要求。针对三相并联型有源电力滤波器直流侧电容电压优化设计这一问题,通过对典型的负载条件下谐波电流进行分析,推导出在完全补偿谐波电流的情况下变流器的输出电压矢量值。基于空间矢量脉冲宽度调制方式(SVPWM),分析了直流侧电容电压选取方法。仿真结果验证了该方法的有效性。