一种拓扑不对称的三相电力有源滤波器研究

提出了一种适用于三相有源电力滤波器的不对称拓扑,该拓扑结构将无源滤波器与低功率有源滤波器结合以降低电压型逆变器(Voltage Source Inverter,VSI)的容量,减少系统损耗。该拓扑包含一个三相桥、两相双谐振LC无源滤波器和一相耦合电感。所设计的拓扑方案通过减少器件数量,探讨器件参数差异对有源滤波器(Active Power Filter, APF)补偿效果的影响。并提出了一种基于虚拟电容电压的补偿控制策略,实现对系统的有效控制,仿真和实验表明本文所提出的拓扑和控制策略是可行的。该拓扑及其控制策略方案在减少器件数量的同时,也便于结合传统对称控制策略使用,易于工程实现。     

三相三线并联型有源电力滤波器的仿真

非线性负载大规模出现在电力行业中,使得电网中产生大量的谐波污染问题,有源电力滤波器能够有效抑制谐波和补偿无功。阐述了APF的基本原理、主电路拓扑结构。建立了三相三线并联型有源电力滤波器在三相静止和两相旋转坐标系下的数学模型,电流环采用PI控制,低通滤波器环节采用移动平均滤波器进行控制,实现对电网电压的准确跟踪。利用MATLAB/Simulink平台进行仿真分析,实验表明:谐波含量从30.74%降到了14.17%,APF能够进行谐波抑制和补偿。     

气体放电灯的供电研究

本文分析了大量采用气体放电灯照明时，三相对称电路和多种典型的不对称电路。拍摄了这些电路的中线电流波形。分析这些波形可知：（１）即使三相负载完全对称，中线电流仍是满载相电流的３２．７％。（２）典型的不对称情况下，中线电流大于满载相电流。（３）若出现电路结构变化，中线电流可能大于相电流的两倍。（４）大量采用气体放电灯的三相供电电路的中线电流不仅比相同情况的线性负载的中线电流大，而且高次谐波丰富，是一个新的谐波源。这些分析及实验数据对照明供电设计及电缆制造厂家都有价值。     

基于直流侧能量的星接级联STATCOM零序电压注入控制方法

设计了一个应用于工业和配电网的级联STATCOM,采用相移载波脉冲宽度调制.提出了一种基于直流侧能量的新型星接级H桥STATCOM零序电压注入的控制策略,提出的方法利用对零序电压与补偿电流的相互作用,使有功功率在三相之间建立起一种交换机制,将不平衡量导致的直流侧的影响在三相之间平均起来,避免了补偿器的负序过流,在保证跟踪补偿电流的同时保持阀组之间直流侧电压平衡;最后通过仿真和实验结果验证了该方法的准确性与快速性,证明该方法可提高级联H桥拓扑结构不对称补偿的响应速度与精确度,解决了该拓扑结构在系统电压不对称或负载不平衡情况下的控制.通过仿真和实验验证了提出的方法的有效性和可靠性.     

基于直流侧能量的星接级联STATCOM零序电压注入控制方法（英文）

设计了一个应用于工业和配电网的级联STATCOM,采用相移载波脉冲宽度调制.提出了一种基于直流侧能量的新型星接级H桥STATCOM零序电压注入的控制策略,提出的方法利用对零序电压与补偿电流的相互作用,使有功功率在三相之间建立起一种交换机制,将不平衡量导致的直流侧的影响在三相之间平均起来,避免了补偿器的负序过流,在保证跟踪补偿电流的同时保持阀组之间直流侧电压平衡;最后通过仿真和实验结果验证了该方法的准确性与快速性,证明该方法可提高级联H桥拓扑结构不对称补偿的响应速度与精确度,解决了该拓扑结构在系统电压不对称或负载不平衡情况下的控制.通过仿真和实验验证了提出的方法的有效性和可靠性.     

基于三相逆变器变开关频率和变直流母线电压的PMSM控制

针对三相电压源逆变器应用固定开关频率和额定直流母线电压的空间矢量脉宽调制（space vector pulse width modulation, SVPWM）驱动方式时存在直流电压利用率低、绝缘栅双极性晶体管（insulated gate bipolar transistors, IGBT）损耗较高的缺点,建立永磁同步电机（permanent magnet synchronous motor, PMSM）和基于输出周期的IGBT损耗控制模型,在此基础上以输出电流质量为约束条件,以开关频率和直流母线电压为约束变量,应用猫鼬优化算法获得基于输出周期的IGBT损耗最优的开关频率和直流母线电压。对所提出的策略进行仿真和实验,通过比较输出电流总谐波畸变率（total harmonic distortion, THD）、电流波形、IGBT损耗和结温等验证所提策略在保证控制系统性能的条件下降低三相电压源逆变器损耗,增加三相电压源逆变器的可靠性。     

串联有源电力滤波器的控制策略

将有源电力滤波器与无源电力滤波器相结合,构成混合型电力有源滤波器（ＨＡＰＦ）,可以降低谐滤补偿系统的成本,改善滤波性能,提高实用价值。本文对利用ｄｑ变换计算谐波电流的方法作了分析,在Ｆ．Ｚ．Ｐｅｎｇ的串联ＨＡＰＦ的结构基础上,对其控制方案作了研究和改进,将两种有源滤波器的原理结合在一起,使其同时能国电网谐波电压和负载皮电流进行有效抑制,并对高次谐波和低次谐波都具有很好的抑制效果,通过仿真分析证明了     

可用于高压电网的新型混合滤波器研究

为满足大容量无功补偿和提高谐波抑制能力两方面的要求,以郑州换流站交流侧电网为滤波对象,提出一种可用于高压电网的新型混合滤波器。在分析新型混合滤波器的拓扑结构和滤波原理之后,分别探讨了把有源部分控制成电压源或电流源的情况,并且选择了合适的控制策略。设计了无源部分参数,运用Matlab软件做出谐波抑制函数曲线并对该混合型滤波器的谐波抑制能力进行分析。结果表明,在系统参数波动的情况下,该装置仍具有很高的稳定性,验证了新型混合滤波器具有良好的谐波抑制能力。     

一种无变压器型并联混合有源电力滤波器研究

针对某些场合特定次谐波含量严重超标、无功不足的问题,提出了一种新型无变压器型并联混合有源电力滤波器拓扑结构.该拓扑由有源部分与无源部分组成,在无源部分实现无功补偿的基础上,利用有源部分补偿谐波.同时,系统利用无源部分串联分压和串联谐振,大大降低了有源部分工作电压,进而减小有源部分的容量.通过分析该新型拓扑电路的工作特点,建立系统的数学模型,采用解耦控制方法实现对系统的有效控制.实验结果验证了方案的可行性.     

一种无锁相环的ip－iq法的谐波检测方法

有源电力滤波器是对电力系统中谐波和无功功率补偿的重要装置,其关键环节之一就是能够实时准确地检测出谐波电流。在介绍传统的基于三相瞬时无功功率的i_p-i_q法基本原理的基础上,指出其检测到的基波电流出现误差的原因是由于电网的电压与其正序电压存在相位差。针对该问题提出一种无锁相环的i_p-i_q法,通过对称分量法提取电网电压的正序电压,最后用MATLAB仿真软件搭建仿真模型进行验证。     

两种零空间矢量放置调制策略的分析

逆变电源采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制时,每个扇区中零空间矢量的选择和作用时段会影响到逆变器输出电压谐波性能.选取使逆变器输出线电压对称和不对称的零空间矢量两种调制策略,对两种调制策略下零矢量放置方式以及相应的逆变器相桥臂参考电压波形和输出电压谐波分布及含量进行了理论和仿真分析,并利用某三相400 Hz逆变电源进行了实验验证.仿真分析和实验结果表明,不对称的零空间矢量调制策略谐波性能更优.本文的分析方法对其他零矢量放置方式的分析具有一定的借鉴意义.     

斩控式AC-DC-AC变换在交流稳压电源中的应用

针对传统AC-DC-AC交流稳压电源输入谐波大、功率因数低和体积大等问题,设计了一种基于PWM斩控式AC-DC-AC变换的单相交流稳压电源。该拓扑结构电源同传统AC-DC-AC相比,节省了直流侧电容;由于采用PWM斩波控制,滤波器设计简单,线路中谐波含量低,输入侧达到了单位功率因数要求。电压、电流检测采用单相信号构造成三相信号,利用瞬时无功功率理论对信号进行检测与处理,实时性高。系统采用电压电流双闭环控制,提高了精度和稳定性。对系统进行了MATLAB/simulink仿真并且搭建硬件平台,验证了该结构和控制方法的可行性。     

基于无源电压纹波注入的24脉航空交直流变换器

针对航空线性交流直流变换拓扑输入侧电流谐波含量高的问题,本文提出一种基于无源电压纹波注入单元的多脉波航空变压整流器,它由12脉变压器、2组整流桥、1个平衡电抗器和无源电压纹波注入单元组成。结合平衡电抗器和无源电压纹波注入单元,该拓扑利用12脉变压器和2组整流桥实现了24脉波直流输出。本文详细描述了基于纹波电压极性,通过等比例交替调整2组整流桥输出电压矢量幅值,形成新的输出电压矢量,达到脉波倍增的过程;推导了相关表达式。本文对提出的变压整流器的工作模式、等效容量、源侧谐波含量等展开了详细分析;研制了样机,并通过实验研究验证了拓扑的可行性和正确性。     

基于双VSR的风电机组并网控制策略

针对兆瓦级永磁同步发电机组并网的控制要求,基于三相电压型脉宽调制（PWM）整流器的数学模型,重点研究了直接电流控制双闭环级联结构的三相电压型PWM整流器和基于SVPWM的三相电压型PWM整流器的控制系统设计,提出基于双电压型PWM整流器（VSR）的风力发电机组的并网控制策略,并建立该控制策略的等效电路模型.通过对该并网控制策略等效电路模型的仿真分析,验证了PWM整流器的升压整流特性;同时,该等效电路输出的三相交流相电流总谐波畸变率仅为1.64%,电流波形正弦度良好.仿真结果验证了该并网控制策略的可行性．     

三相PFC整流器的控制

针对三相二极管整流器整流过程中功率因数低、电流谐波大等问题,结合PFC( Power Factor Correction)技术,设计了一种三相单开关整流器,对其拓扑结构和工作状态进行具体分析,并采用单周期控制方法来控制其输出电压.并以纯电阻负载为例进行MATLAB/simulink仿真实验.结果表明:整流器输入电流谐波含量较低,功率因数接近于1,且输出电压稳定.     

电网谐波和无功有源补偿技术的研究与应用

针对目前电力系统谐波抑制和无功补偿的特点和现状，提出了将晶闸管投切无源滤波器TSF和有源电力滤波器APF串联混合使用，且LC滤波器中电容量完全按无功补偿需要选取，而不另装普通的无功并联电容器的综合补偿方案，使谐波抑制和无功补偿融为一体，保证了电容器的安全运行，并采用检测负载电流和电网谐波电流的复合控制方法，既可有效抑制电网谐波电流，又可防止无源器件与电网间发生的谐振，达到理想的综合控制效果．章着重介绍了混合系统的工作原理和控制方法，进行了实验系统设计和实验研究，理论分析和实验均表明，所选方案和控制方法是正确的、可行的，对电网谐波污染和无功损耗均有很好的抑制和补偿作用。     

混合有源电力滤波器的设计与仿真

为了提高电网经济安全运行水平,依据混合式有源滤波器的原理,提出了基波串联谐振式混合有源滤波器.给出了混合有源滤波器的拓扑结构及主要特点,并基于瞬时无功理论的ip-iq电流检测算法搭建了实验模型.实验模型仿真结果表明,混合有源滤波器较好地发挥了无源滤波器和有源滤波器的优点,同时极大限度地减小了有源滤波器的容量,改善了无源滤波器的性能,对电网中的谐波电流分量具有良好的滤除特性.     

有源电力滤波器（APF）滤波特性仿真结果的研究

在电力系统三相负荷不对称、控制器参数不精确及系统负荷突然变动的条件下,对有源电力滤波器的滤波效果进行了仿真研究。采用一阶预测算法计算出逆变器的理想输出电压,对逆变器条桥臂上的开关元件采用提出的新型脉宽调制（ＰＷＭ）控制。结果表明：有源电力滤波器对严重畸变的电源电流具有良好的补偿;当滤波器光流侧的电感与参与滤波器理想输出电压计算的电感稍有不同时,滤波器仍有较好的补偿效果,补偿后的系统电流总畸变率小;     

三相变压器磁通调制节能技术

通过实验手段,分别采用注入三次谐波磁通,改变变压器绕组的连接方式和加入无源滤波器的方法验证利用三次谐波磁通调制技术实现三相变压器节能的可行性和有效性。     

混合型谐波电流补偿系统的原理及特性

分析了一种新型混合型谐波电流补偿系统的原理,它由小容量的串联有源滤波器和并联无源滤波器组成。文中阐述了该系统的结构和谐波补偿原理,并对基于ｄｑｏ坐标系下的谐波电流检测及控制方法进行了研究。理论分析和仿真结果表明,该系统能显著提高无源滤波器的滤波性能,还可抑制无源滤波器与系统之间可能发生的串、并联谐振。