Study on Harmonic Current Detection and Compensation of Active Power Filter in Power System of Oil Production Platform

针对采油平台电网谐波检测和补偿的不足,提出基于瞬时无功功率理论的检测方法,并对该方法进行分析.仿真和试验证明,该检测法不仅动态响应速度快,而且精度好.对于补偿控制策略,建立了并联型三相三线制有源电力滤波器的数学模型,对空间电压矢量PWM控制基本原理进行研究.仿真和样机结果表明,基于空间电压矢量PWM技术的补偿电流控制方法的补偿效果最佳.     

有源电力滤波器控制技术的研究与应用

有源电力滤波器(APF)的控制包括补偿电流控制以及直流侧电容电压的控制两部分,在对空间电压矢量脉宽调制(PWM)控制方法及直流侧电压控制的基本原理研究的基础上进行仿真,仿真结果表明基于空间电压矢量PWM技术的补偿电流控制方法的补偿效果较理想,为进一步提高基于空间矢量控制策略的补偿效果,在闭环控制的基础上,引入模糊自适应比例积分(PI)控制器,减小了补偿电流的跟踪误差,并降低了补偿后电源侧电流的畸变率。实验结果也验证了所设计控制方法的有效性。     

基于空间矢量PWM的DVR仿真研究

阐述了基于空间矢量PWM动态电压恢复器(DVR)控制技术的基本原理,提出用锁相环技术闭环控制负荷侧电压的方法,建立了三相电压源空间矢量PWM控制模型.通过Matlab/Simulink软件对220 V配电系统发生三相和单相电压凹陷进行了仿真,仿真结果验证了所提出方法在系统发生单相和三相电压凹陷进行补偿时的有效性.     

空间电压矢量PWM控制的优化算法及其仿真实现

基于传统三电平逆变器空间电压矢量PWM技术的研究经验,提出了1种优化的空间电压矢量PWM控制算法。该方法是将参考电压矢量分解成基矢量和二电平矢量,然后利用二电平的空间矢量调制算法来控制二电平分量,因此简化了建模过程,提高了仿真效率。最后,在Matlab/Simulink环境下分别对传统算法和优化算法进行仿真,比较后验证了优化算法的可行性和优越性。     

一种新型的多电平逆变器空间矢量控制方法

基于传统的两电平逆变器空间电压矢量方法,提出了一种新型的多电平逆变器空间电压矢量实现方法,该方法将一相的逆变单元分为基本单元和调制单元两部分,相应地对参考电压也要进行分解处理。在一个脉宽调制(PWM)周期中,只对调制单元进行PWM控制,基本单元输出的电平不变。仿真研究表明该方法输出电压波形总畸变率较小,可用于单元串联多电平逆变器的控制。     

基于SVPWM的并联型有源滤波器研究与仿真

针对传统的三相整流电路对电网产生的影响,为了能实时有效地补偿电网中的谐波分量及其无功分量,给出了一种基于空间矢量脉宽调制及基于等功率检测的并联有源滤波器的控制方案。详细阐述了基于等功率法检测的原理。分析了基于空间矢量控制(SVPWM)的补偿控制算法,推导了电压矢量合成的方法,给出了基于Matlab的并联型有源电力滤波器的仿真模型,并对仿真模形进行了分析,以验证该方法的正确性。     

基于低开关损耗滞环控制三相整流器的研究

为了减少三相PWM整流器的开关频率及开关损耗,在研究滞环电流控制方法以及空间矢量控制方法的基础上,提出了改进的空间电压矢量控制方法。该方法通过检测电流误差矢量与参考电压矢量的空间分布给出最佳的电压矢量切换,使电流误差控制在滞环宽度以内;采用空间电压矢量消除相间影响,并且实现简单,无需复杂的矢量变换。仿真及实验结果验证了所提方法的可行性。     

基于虚拟磁链定向的模型预测直接功率控制

首先对三相电压型脉宽调制(PWM)整流器进行分析,通过两相静止坐标轴建立数学模型,根据数学模型分析提出了一种电压型PWM整流器的基于虚拟磁链(VF)的模型预测直接功率控制(MPDPC)策略。在电网电压含有谐波等干扰时,由于该方法使用虚拟磁链定向,可防止电压型PWM整流器的性能受过多干扰,并且通过利用功率误差最小和空间矢量脉宽调制(SVPWM)实现预测功率控制。针对实际离散系统中存在的数据延迟,采用了预测延迟一步对预测功率进行延迟补偿,且采用对功率误差积分修正补偿,使系统实现无差功率控制。最后对该控制进行了仿真和实验,验证了所提策略的可行性和正确性。     

基于滞环空间矢量三相PWM整流器的研究

为了提高三相PWM整流器的电流跟踪性能,减少开关频率及开关损耗,在研究滞环电流控制方法以及空间矢量控制方法的基础上,提出了改进的空间电压矢量控制方法.该方法通过检测电流误差矢量与参考电压矢量的空间分布给出最佳的电压矢量切换,使电流误差控制在滞环宽度以内;采用空间电压矢量消除相间影响,并且实现简单,无需复杂的矢量变换.仿真及实验结果验证了所提方法的可行性.     

基于一种新型锁相环的三相PWM整流器矢量控制

三相整流器电网电压定向控制时,电网电压传感器的电网电压定向方法成本高,无电网电压传感器虚拟电网磁链定向方法的精确度低。针对这些问题,提出了一种基于新型锁相环的PWM整流器矢量控制方法。该方法采用基于电压静止坐标系构造定向进行三相PWM整流器空间矢量控制,利用单相电压构造出相位相差90°的静止坐标系,并且在电网电压不平衡时可以按照电网电压平衡时的控制策略进行控制,该方法易于实现,可以很好地跟踪电网电压角度、母线电压稳定、矢量控制性能良好、可节省成本。仿真和实验验证结果表明:该方法正确且有效,有较好的工程应用价值。     

以网侧电流为补偿目标的有源电力滤波器预测电流控制

根据有源电力滤波器谐波和无功检测的不必要性的结论,提出了一种以网侧电流为直接补偿目标的APF预测电流控制新方法.首先建立了用于预测电流控制的APF离散化模型,然后根据网侧电流的下一采样时刻的预测值和目标函数挑选出下一时刻的电压矢量.该方法除了可消除采样、计算造成的延时外,还可以省略谐波检测电路及实现等效的PwM发生器,在一定程度上简化了控制电路的软硬件设计,还消除了谐波检测造成的延时,具有良好的暂态性能.仿真结果表明该预测电流控制方法具有良好的补偿性能.     

四桥臂APF电流跟踪控制方法研究

为解决三相四线制不对称电网系统的谐波污染问题,通过对三相四桥臂电路拓扑结构进行分析。针对传统的三维空间矢量调制方法,首先阐明了其不能用于四桥臂APF电流跟踪的原因。在此基础上,结合三桥臂APF的电流跟踪控制方法,在二维空间矢量控制策略上增加三维坐标垂直坐标轴上的电流跟踪策略,将三维空间矢量划分为12个三棱柱,而非传统的24个四面体,并根据垂直坐标轴分量的正负情况给出了电压,电流矢量的判定方法,得到了三维矢量电流跟踪控制下的输出矢量的选取判定表,实现了四桥臂APF对谐波电流的有效补偿。仿真和实验结果证明了该方法的正确性与有效性。     

三相四开关有源电力滤波器的容错控制技术

设计了基于dq电流谐波检测法、电流矢量轨迹斜率故障诊断法以及模糊自适应PR控制的容错型有源电力滤波器,并提出了利用电压差值前馈补偿方法消除直流母线中点电位偏移。搭建了容错型三相四开关有源电力滤波器的整体模型和实验平台,研究其在故障发生前、故障发生后以故障状态运行与故障发生后以拓扑重构状态运行时对谐波的补偿性能。结果表明,所设计的容错型有源电力滤波器在故障前与故障后拓扑重构运行时均有良好的谐波补偿效果。     

光伏并网配电系统谐波治理的分析与研究

为了补偿光伏并网配电系统中谐波电流,采用矢量静态坐标转换和最大功率点跟踪电压控制相结合的方法,引入有源电力滤波器进行谐波电流检测和补偿,并在光伏发电的试验平台上进行试验.试验结果表明,光伏发电系统的配电网中引入有源电力滤波器能够适时、准确地补偿电流,稳定电压,保证电能质量.     

适用于飞机电网的并联型有源电力滤波器功率电路及其控制策略

针对飞机电网频率较高、电源内阻抗较大的特点,采用并联型有源电力滤波器实现对电网谐波的集中抑制。采用改进的交叉矢量算法实现对基准补偿电流的检测和计算,采用滞环电流控制实现对较高频率电源系统瞬时电流的补偿,同时对直流侧电压进行稳压调节,并推导其传递函数。仿真和实验结果验证了将APF应用于飞机电网的正确性和可行性,表明采用本文的有源滤波器可集中抑制电网谐波电流,具有较好的补偿效果。     

基于双DSP大功率并联型有源电力滤波器的研究

本文介绍了双DSP控制下大容量有源电力滤波器二重化的研究,重点阐述了系统控制、谐波电流指令提取和试验情况。控制方法采用PWM直接控制电流的方法,控制策略以d/q坐标变换为基础,实行分次补偿。因采样和补偿系统造成的幅值和相位差,在谐波电流指令提取过程中进行了动态补偿。单机100kVA和二重化200kVA有源电力滤波器的实验结果证明了控制方法和控制策略的正确性。     

滑窗迭代DFT法APF直流侧稳压控制研究

有源电力滤波器(APF)是抑制电网谐波的新型方法,其补偿性能主要取决于谐波检测环节和控制环节,同时直流侧稳压控制是APF正常工作的前提。引入滑窗迭代DFT谐波电流检测方法;提出一种稳压电流各相均分的直流电压控制策略;从功率平衡的角度分析了电压环PI调节器参数设计方法。建立仿真模型及设计实验样机,仿真和实验均验证了滑窗迭代DFT法谐波检测的快速性和精确性,以及所提直流侧稳压控制策略的正确性。     

ip-iq检测法的单周控制三电平有源电力滤波器

并联型有源电力滤波器APF可以有效补偿由非线性负载产生的谐波和无功功率电流。为了实现单独对谐波分量、无功功率分量进行补偿,或者对谐波和无功功率分量同时进行补偿这些不同的补偿目标,同时为了满足大功率、高电压和输出电流波形畸变小的需要,提出了将中点箝位变换器和ip-iq电流检测法应用于单周控制有源电力滤波器的方法。采用ip-iq电流检测算法可分离出负载电流中的谐波分量、无功功率分量,且电网电压波形畸变不影响检测结果,故可提供不同补偿目标的参考信号。理论推导和仿真结果表明,该法能分别单独补偿谐波分量、无功功率分量,或者同时补偿谐波和无功功率分量,而且电网电压波形畸变不影响补偿效果。通过将ip-iq电流检测法运用于单周控制三电平有源电力滤波器,既实现多种补偿目标,又具有电网电压波形畸变不影响补偿效果、单周控制策略简单、三电平变换器输出电流波形畸变小的优点。     

并联有源电力滤波器不定频滞环SVPWM控制与滞环控制的比较

针对并联有源电力滤波器(active power filter,APF)传统滞环控制的不足,将滞环控制与电压空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)相结合,提出了一种基于不定频滞环的SVPWM电流控制策略。该方法的显著特点是通过识别参考电压矢量和电流误差矢量区域控制滤波器的输出,避免了复杂的计算和逆变器不必要的开关,并且可以减少高次谐波、加快响应速度。然后分析了与滞环控制的区别。最后仿真结果表明在补偿效果、开关频率和直流电压利用率方面,不定频滞环SVPWM控制比滞环控制均具有一定优势。     

dSPACE控制的三相四线有源电力滤波器

采用基于dSPACE控制的三相四线有源电力滤波器实现电网谐波的集中抑制方案.提出基于dSPACE的实时仿真,实现对有源电力滤波器(APF)的电流电压采样,补偿电流基准的检测计算,以及高性能的恒频滞环电流控制和直流侧电压的PI稳压调节,提高APF控制算法以及参数调试的效率.基于MATLAB的仿真和基于dSPACE的实验结果证明,采用新型检测算法和控制的三相四线有源滤波器能对电网电流进行集中净化,具有良好的补偿效果,证实了基于dSPACE控制的APF的可行性和正确性.