基于能量守恒PI控制方法的有源电力滤波器研究

针对并联型有源电力滤波器谐波电流分量检测运算复杂,从直流侧电容电压以及APF补偿电流的双闭环控制角度出发,分析了在省略谐波及无功电流模块后的APF电流关系,在此基础上提出可基于新型电源电流控制的方法,不再需要复杂的硬件设计和有功电流运算单元,且保留了双闭环电流控制回路和参考指令电流控制器。并从能量守恒的角度论证了这种方法的可行性,提出了一种高性能的APF控制方法。最后通过仿真实验证明理论分析的正确性。     

并联型有源电力滤波器电源电流控制方法研究

有源电力滤波器(active power filter,APF)是一种动态抑制谐波和无功的电力电子装置,以并联型有源电力滤波器为研究对象,从APF补偿电流的控制和直流侧电容电压角度出发,分析了电源电流控制方式,实现补偿电流的检测及双闭环反馈控制,提高系统的补偿精确度和动态响应性能。另外,直流侧电压的指令值都是根据电网电压的工作范围、APF的直流侧电容、额定输出电流、PWM逆变器输出侧电感、电流电压调节器以及调制策略等参数设计的,在考虑直流侧电压与APF功率损耗和补偿性能关系的基础上,提出了采用下垂调节器设计逆变器直流侧电压的控制参考值,使其兼顾APF的功率损耗及补偿性能综合平衡的优点。仿真结果验证了该APF控制系统的正确性和有效性。     

有源电力滤波器直流母线电压控制实验研究

有源电力滤波器的直流侧电压值对其补偿效果有很大的影响,主要针对有源电力滤波器直流侧电压的取值与控制进行研究。设计了有源电力滤波器实验系统,在此基础上,理论分析了直流侧电压与补偿电流之间的数学关系;通过不同条件下的实验深入分析了直流侧电压值与补偿特性之间的关系;根据有源电力滤波器的启动特性,设计了相应的PI算法,消除了启动阶段电容电压超调大的不利因素。实现了直流侧电压的合理选择与有效控制。     

基于谐波解耦的有源电力滤波器控制方法

分析了基于ip,iq原理的有源电力滤波器(APF)控制方法存在稳态误差的原因;提出了基于谐波解耦的选择性谐波电流控制方法。该方法对各次谐波的幅值误差进行PI调节,实现了无差跟踪;同时分析了相位检测误差对谐波检测及直流侧电压控制的影响,通过在反变换中加入补偿相角来补偿相位检测误差对直流侧电压控制的影响。实验证明,基于谐波解耦的APF控制方法可以显著提高APF的电流跟踪控制精度,改善系统的滤波效果。     

基于电源电流控制的有源电力滤波器研究

从对ip-iq检测算法有源电力滤波器(APF)仿真分析出发,论证了负载电流谐波检测方式并联型APF和电源电流直接控制方式APF的等效性,并给出了电源电流控制的控制方案。最后,对经典方案与电源电流控制方案分别利用Matlab仿真,仿真波形充分验证了两种方案的等效性。     

并联型有源电力滤波器两种控制方法的性能分析

通过分析有源电力滤波器的补偿谐波的工作原理,提出了一种基于功率平衡双闭环的新型控制方法,将逆变器输出电流的参考值直接从负载电流中减去基波有功分量,消除了谐波检测的过程,控制更简单,但稳态误差大,动态稳定性差.在此基础上提出了基于瞬时无功理论负载谐波电流前馈的控制方法,采用三相锁相环对电网电压的相位进行跟踪锁定,使谐波电流检测、系统谐波及无功补偿更精确.通过Matlab仿真研究及对两种方法的性能进行对比,加负载谐波电流前馈能起到更好的补偿效果.     

基于递推积分PI的混合型有源电力滤波器电流控制

在采用混合型有源电力滤波器消除谐波时，由于滤波器的检测精度、指令电流计算延时和输出滤波器的相移等因数的影响，滤波效果不够理想，针对被控量是以20ms为周期的电流，文中提出了应用于混合型有源滤波器的递推积分PI控制算法，并且引入了参考电流模糊加权前馈控制。该控制方法有效地提高系统的目标跟随特性、抗干扰性和鲁棒性，并且具有计算量小、容易工程实现的特点，实验结果证明了所提出的控制方法的可行性。所提出的递推积分H控制算法还可以对周期性的被控量实现无静差控制，如交流电机的闭环控制。     

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.     

三相有源电力滤波器滑模解耦控制方法研究

针对电网中存在的大量谐波给电网和其他设备造成危害的问题,根据直流侧电压的变化远小于电流的变化的特点,把直流侧电压作为常量,将模型化简为只有电流作为状态变量,采用渐近率的方法设计滑模函数,得到解耦的有源电力滤波器滑模控制模型,并从理论上证明其稳定.考虑到直流侧电压的波动主要来源于有源电力滤波器与电网的能量交换,以直流侧电压偏差及偏差变化率作为输入条件,采用PI调节器来控制直流侧电压,输出基波有功分量,来补偿解耦有源电力滤波器滑模控制模型输出的补偿电流量.实验结果表明,本方法不仅能够保证系统稳定,而且在负载发生突然变化时保证控制方法的鲁棒性.     

考虑电源电压畸变时的有源电力滤波器控制方法

在谐波电压较严重的电网中,对于以电源侧电流补偿为正弦波作为控制目标的有源电力滤波器(APF),需要考虑APF接入点处畸变电压的影响.本文分析了此类APF基于正弦波电源电压的控制方式的缺点,提出了一种具有接入点处谐波电压前馈控制的闭环控制新方法.这种控制方法不仅计算简单,便于工程实现,而且有效地提高了有源电力滤波器的动态响应速度.仿真结果表明,即使在电源电压严重畸变的情况下,APF也能取得很好的滤波效果.     

基于相量叠加的PI控制在并联有源滤波器中的应用

首先分析了并联有源滤波器误差信号的特点,并指出了传统PI控制应用于并联有源滤波器的不足是积分环节的作用具有周期性.针对误差信号的特点,在相量叠加的基础上提出了采用误差信号按周期叠加的改进PI控制方法,以消除积分环节的周期性.该方法应用于并联有源滤波器的控制中可有效地消除控制系统的稳态误差,提高系统的稳态和动态性能.仿真和实验结果证明了该控制方法的有效性.     

基于相量叠加的PI控制在并联有源滤波器中的应用

首先分析了并联有源滤波器误差信号的特点,并指出了传统PI控制应用于并联有源滤波器的不足是积分环节的作用具有周期性。针对误差信号的特点,在相量叠加的基础上提出了采用误差信号按周期叠加的改进PI控制方法,以消除积分环节的周期性。该方法应用于并联有源滤波器的控制中可有效地消除控制系统的稳态误差,提高系统的稳态和动态性能。仿真和实验结果证明了该控制方法的有效性。     

基于重复-PI的复合控制应用于并联有源滤波器研究

并联有源电力滤波器的工作原理是主电路向电网注入大小相等、方向相反的电流量来达到谐波抑制,其性能主要包括动态响应速度和稳态补偿精度。PI控制应用于谐波抑制具有动态响应快、稳态精度低的特点,重复控制具有稳态精度高、动态响应慢的特点,为综合两者的优点,提出将重复控制与PI控制进行串并联的复合控制策略：先将一重复控制与PI控制构成串联复合,再将串联复合与另一重复控制并联构成串并联复合。并将其与PI控制、串联复合控制和并联复合控制的谐波补偿性能分别进行了仿真对比研究与实验验证。仿真结果表明串并联复合控制具有更好的谐     

并联型APF直流侧电压的滑模PI控制策略研究

并联有源滤波器(shunt active power filter, SAPF)在主动配电网系统中应用日益广泛,提升SAPF的补偿性能成为众多学者关注和研究的热点。对直流侧电压精准稳定控制是保证SAPF补偿性能的关键。采用传统PI控制系统在非线性负载突变和电压跳变时无法对直流侧电压进行快速稳定控制,为改善直流侧电压的控制性能,提出电压外环滑模变结构PI复合控制器。仿真与实验结果表明:滑模PI复合控制器提高了直流电压控制的稳态精度和响应速度,降低了直流电压波动对SAPF补偿性能的影响。     

并联有源电力滤波器新型控制策略仿真研究

三相三线并联有源电力滤波器(APF)能够实时地补偿谐波电流和无功电流.控制器作为APF的核心部件,它的性能好坏直接影响到APF的补偿效果.而影响控制器动态性能的关键因素是控制算法.考虑到APF的数学模型在dq 坐标系下,是一个非线性耦合系统,首先采用逆系统方法将原系统线性化解耦,构造出伪线性系统.然后,再运用变结构控制,设计出这个伪线性系统的变结构控制律.最后,建立了APF的仿真模型对其进行仿真试验.试验结果表明,基于此控制策略设计出APF的控制器能使有源滤波器具备良好的补偿效果.     

并联有源电力滤波器新型控制策略仿真研究

三相三线并联有源电力滤波器(APF)能够实时地补偿谐波电流和无功电流。控制器作为APF的核心部件,它的性能好坏直接影响到APF的补偿效果。而影响控制器动态性能的关键因素是控制算法。考虑到APF的数学模型在dq 坐标系下,是一个非线性耦合系统,首先采用逆系统方法将原系统线性化解耦,构造出伪线性系统。然后,再运用变结构控制,设计出这个伪线性系统的变结构控制律。最后,建立了APF的仿真模型对其进行仿真试验。试验结果表明,基于此控制策略设计出APF的控制器能使有源滤波器具备良好的补偿效果。     

基于PI+QPR控制的单相有源电力滤波器研究

单相系统中,利用并联型有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)进行谐波治理时,传统的电流比例积分(Proportional Integral,PI)控制方式具有较快的响应速度,但3次谐波电流不能得到充分抑制,针对这一问题采用准比例谐振控制器对3次谐波电流进行跟踪控制。APF系统采用LCL型滤波器结构与单相系统相连,使用陷波滤波器对ip-iq谐波电流检测算法进行改进,以提高谐波电流检测精度,消除数字低通滤波器输出侧直流信号中的低频波动问题。最后通过Matlab/Simulink建立单相并联型APF谐波治理系统模型,验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

基于新型检测方法的单相并联有源滤波器

提出一种基于新型检测方法的单相并联有源滤波器。该有源滤波器采用新型基波相位和频率检测方法,基于该检测方法采用单周期复位积分方法计算出谐波电流。输入信号经过A/D变换得到数字信号,经过频率校正环节后可得到与输入信号基波分量相同角频率的信号,该信号再经过初相校正环节后就可以得到与输入信号基波分量同频率、同初相的相位信号,从而实现对输入信号中基波分量的跟踪。该相位检测方法不需要通过闭环校正,显著提高了检测跟踪速度,暂态响应时间小于20ms。利用该方法检测出电网电压基波分量单位正弦信号,采用单周期复位积分法,可以得到负荷电流基波分量的幅值,从而方便地计算出电流中的谐波分量。仿真和实验结果证明了所提方法的正确性和有效性。     

基于瞬时无功理论的并联型有源滤波器恒功率控制

根据瞬时功率理论,研究了并联型有源滤波器的工作机制,通过实现逆变器有功功率和无功功率的解耦,提出了并联型有源滤波器恒功率控制策略。该控制策略通过分离出待补偿的功率分量,然后计算出其与逆变器实际功率的误差,根据误差生成逆变器参考电压,采用空间矢量调制算法对功率进出补偿,实现系统的恒功率控制。该策略可以有效抑制系统交流侧谐波电流,补偿无功功率,稳定输出的有功功率,改善系统稳态性能。最后,通过Maflab/Simulink对该控制策略进行仿真验证,结果证明了该策略的正确性和有效性。