电力有源补偿及非线性电流跟踪控制研究

在对电力系统有源无功与谐波补偿的原理进行理论分析的基础上,运用有关分析结果主要讨论了一种电力有源滤波器主电路及变结构非线性控制系统的组成和工作原理,给出一种变结构非线性电流跟踪控制的思路,通过PSPICE软件对单相和三相系统进行了仿真研究,仿真结果证实了该系统及控制方法的正确性与可行性.     

一种大功率混合注入式有源电力滤波器的工程应用

针对大功率整流生产现场谐波治理的需要，设计了一种大功率混合注入式有源电力滤波器，分析了其拓扑结构和工作原理，讨论了该有源电力滤波器的谐波抑制能力与死区补偿方法，并提出了一种基于离散傅立叶变换的滑窗迭代算法，能实时有效地检测出谐波参考指令电流；为了实时准确地进行谐波电流跟踪控制，采用了一种基于PI型学习律的迭代学习控制算法，提高了系统的跟踪精度。现场运行情况表明该大功率混合注入式有源电力滤波器能有效满足大功率负载工况下电网谐波抑制和无功补偿综合治理的需要，具有很好的工程应用效果。由于目前国内大功率混合型有源电力滤波器的工程应用实例很少，因此该套系统的设计与实现经验还可以对其它有源滤波系统的工程应用起到一定的指导和借鉴作用。     

一种并联有源电力滤波器变结构控制策略

为了提高电力系统中无功补偿和谐波抑制性能,笔者在研究并联型有源电力滤波器原理基础上,对并联型有源电力滤波器提出了一种新的变结构控制模型,创建了适合于变结构控制理论应用的运动跟踪状态方程,并给出了变结构控制的切换函数。由于对期望的电源电流实现了闭环跟踪控制,因此具有良好的无功补偿和谐波抑制性能。实验与仿真结果验证了该控制策略的有效性和可行性。     

有源电力滤波器仿真研究

叙述了有源电力滤波器APF(Active Power Filter)的基本原理,分别介绍了组成APF的谐波和无功电流检测电路、补偿电流发生电路的构成和功能,在此基础上,介绍了常用的APF的谐波和无功电流检测方法、补偿电流控制方法和直流侧电压控制方法。为了验证APF的补偿功能同时加深对其控制方法的认识和理解,用Matlab 6.5/Simulink下的SimPower Systems Blockset对整个三相并联电压型APF系统进行了仿真研究。仿真结果表明,电压空间矢量脉宽调制SVPWM(Space VectorPulse Width Modulation)控制的APF能对负载电流中的谐波和无功分量进行快速精确的补偿。     

有源电力滤波器的滑模变结构控制

主要设计了改进的指数趋近律滑模变结构控制器,用于有源电力滤波器的电流跟踪控制.有源电力滤波器的直流电压控制选用发展比较成熟的PI比较控制法.参考已有的并联型有源电力滤波器的数学模型,借助Matlab/Simulink环境,进行了滑模变结构方法控制有源电力滤波器的仿真实验.仿真结果表明,指数趋近律滑模变结构控制,能有效地...     

单相有源电力滤波器谐波及无功电流的一种新型检测方法

本文提出了一种单相有源电力滤波器谐波和无功电流检测的新方法－负荷电流基波有功分量法，该方法系统结构简单，不仅适用于单相电路，而且也适用于三相四线电路。     

一种新型注入式混合有源电力滤波器

针对传统的注入式混合型有源电力滤波器(IHAPF)的有源部分与基波谐振支路间会产生很大基波环流的问题,本文提出了一种新型注入式混合型有源电力滤波器拓扑结构以提高系统的安全性。本文首先分析了IHAPF系统基波环流产生的机理,并提出了能有效抑制基波环流的新型注入式混合型有源电力滤波器拓扑结构;然后,从串联谐振支路谐波分压和并联谐振支路谐波分流两个方面分析了新型结构的优越性。最后,仿真与物理实验结果表明,该结构不仅能够有效地解决中高压系统中大容量无功和谐波综合治理的难题,还可以抑制传统注入式结构中存在的基波环流,大幅度提高了装置的安全可靠性。     

电力有源滤波器控制回路补偿参考电流的一种检测方法

提出了一种电力有源滤波器控制回路补偿参考电流的检测方法。该方法所用乘法器少,电路实现简单,适用于单相、三相有源滤波器补偿参考电流的检测。仿真和实验结果证明了这种检测方法的有效性。     

基于DSP和滑模变结构控制的三相三线有源电力滤波器

针对滑模变结构控制方法在有源电力滤波器中的应用问题,提出了基于DSP的有源电力滤波器的谐波和无功电流实时检测方法,建立了三相三线有源电力滤波器电流控制回路数学模型,提出了滑模变结构控制方法,对该控制策略下三相三线有源电力滤波器的控制性能进行了分析,该方法跟踪的快速性好,系统的稳定性好,具有良好的纠偏能力。给出了基于该检测和控制方法的有源电力滤波器的仿真和实验结果,结果证明了该方案应用于有源电力滤波器的正确性和可行性。     

一种新的有源滤波器控制方法研究

有源滤波器的滤波效果很大程度上取决于其控制性能,为了使逆变器的输出能迅速、准确地跟随参考信号的变化,提出了一种单独注入式有源滤波器控制方法。该法将负载谐波电流分成不同频率段的谐波电流信号,这些电流信号通过相应的谐波相位补偿器补偿无源部分相位偏差,再将各频段的谐波电流控制信号累加算得有源电力滤波器的PWM控制信号。仿真结果表明:该法控制的有源滤波器控制器滤波效果好、实时性强。     

有源电力滤波器的电流控制新方法

基于最优电压空间矢量原理,提出了适用于并联型有源电力滤波器的双滞环电流控制新方法,达到了减少高次谐波分量、加快响应速度的目的。利用具有较大带宽的迟滞比较器采用“尝试-错误-校正-保持”的方法确定了参考电压空间矢量区域,通过引入电压空间矢量提高了直流侧电压利用率,降低了开关频率,改善了有源滤波器性能。仿真实验验证了该方法的可行性和有效性。     

一种新型并联有源滤波器控制策略的研究

现有的有源滤波器多采用开环控制算法,其谐波补偿性能受参数不确定和干扰的影响较大.详细论述了并联型有源电力滤波器(Active Power Filters,简称APF)直流侧电压的控制策略和补偿电流的跟踪控制,采用TMS320LF2407 DSP完成了并联型APF系统的硬件和软件设计.试验结果验证了提出的并联型APF控制策略的正确性和有效性.     

一种新的混合有源滤波器控制方法

针对混合有源滤波器HAPF的传统控制方法中存在的不足，提出了一种基于离散滑模控制算法的电流跟踪控制方法，避免了传统控制原理中系统滤波能力与稳定性之间的矛盾，不仅系统响应迅速，而且具有满意的控制精度，易于实现数字控制，仿真结果表明新的控制方法行之有效．     

有源电力滤波器的一种新滞环控制方法

针对三相四线制有源电力滤波器(APF)因采用外部A/D有延时现象.致使滞环控制不准确的问题,提出了一种新的滞环控制方式.通过设置一个新带宽,进行有无死区的判断:若补偿电流在带宽范围内和过零时则死区存在,否则死区不存在:再按照一般的滞环控制方式产生PWM驱动信号,从而达到抑制开关管开关延时和死区延时的效果.仿真和试验结果均表明,该算法的优越性明显,电流补偿效果好.     

一种并联型有源电力滤波器的新型控制方法

为了克服传统有源电力滤波器的频带较宽和基于基波磁通补偿的有源电力滤波器保护相对困难的缺点,提出了一种并联型有源电力滤波器的新型控制方法。其基本原理为:将一个具有低漏抗的变压器一次侧并联在电力系统和谐波源两端,检测变压器一次侧的基波电压,以该基波电压作为参考信号,通过电力电子逆变器产生一个基波电压源施加到变压器二次侧,调节施加到二次侧的电压源的大小可以使并联变压器对基波呈现为一个可调电抗器来实现无功补偿,同时对谐波呈现为低阻抗,自动起到了滤波的作用。该有源电力滤波器具有系统结构和控制简单、保护方便、控制器更容易设计、多功能、易用于高压系统等特点。文中还分析了减小变压器漏感的方法、三相系统拓扑、系统控制策略、新型有源电力滤波器与基于基波磁通补偿的有源电力滤波器的关系。实验结果证明了该原理的有效性。     

基于李雅普诺夫函数的并联型混合有源电力滤波器非线性控制方法

针对有源电力滤波器电流谐波分量检测复杂、非线性负载变化时电源电流畸变的问题,提出基于李雅普诺夫函数的并联型混合有源电力滤波器(SHAPF)非线性控制方法。在建立SHAPF仿射非线性模型的基础上,设计电压-电流双闭环控制回路。从稳定性角度出发,针对内环电流环提出基于Lyapunov函数的非线性控制策略,实现无功补偿电流的解耦控制,快速跟踪谐波参考电流,并以增强系统抗干扰性能为优化目标,求取控制器最优增益,确保线路参数发生摄动或负载需求发生阶跃变化时,系统仍能稳定运行。外环电压环采用滑模非线性控制方法,保持电容电压平稳,实现负载突变时的动态调节。应用Matlab/Simulink软件进行仿真分析,并基于d SPACE实验平台验证所提出控制策略的可行性和有效性。仿真和实验结果表明:基于Lyapunov函数的非线性控制方法具有简单易行、稳定性高、鲁棒性强的特点。     

有源滤波器控制新策略

由于有源滤波器(APF)的性能主要取决于谐波检测和电流控制两个环节,本文对这两个环节做了改进,提出了一种新的控制策略,针对ip-iq谐波电流检测法中的锁相环(PLL)易受电压波动影响,提出了基于广义积分器的相位锁定法,该方法通过提取电网三相电压的正序基波分量来锁定相位,不受电压畸变和不对称的影响。同时将PI参数自整定的广义积分器应用到电流跟踪控制中,利用其在谐振频率的无穷大开环增益实现谐波电流的无静差跟踪。Matlab/Ssimulink仿真结果表明,在电压畸变的情况下该方法可以很好地检测和补偿谐波电流。     

一种新型的有源电力滤波器的控制方法

有源滤波器控制的目标是使逆变器的输出迅速、准确地跟随参考信号的变化,要求控制器实时性强、复杂度小、精度高,具有良好的自适应性和鲁棒性.该文结合单独注入式有源电力滤波器的结构特点,在已有数学模型的基础上,提出了基于分频的自适应控制新方法,并分析了相应的控制性能,仿真结果证实了所提方法的可行性和正确性,对滤波器的设计和使用具有一定的理论指导意义和实用价值.     

并联型有源电力滤波器功率平坦控制策略

随着地铁配电系统谐波含量不断增多,并联型有源电力滤波器(shunt active power filter,SAPF)也逐渐取代传统谐波处理装置。建立了αβ坐标系下SAPF中PWM变流器交流侧输出电压与功率之间的数学模型,为了使SAPF在无需精确数学模型条件下仍具有良好谐波抑制效果,通过选取变流器交流侧输出功率作为状态变量及系统输出量,交流输出电压为输入控制变量,提出了一种基于微分平坦理论的功率平坦控制策略。控制器设计通过参考轨迹前馈控制和误差反馈补偿等两部分实现,前馈控制根据期望平坦输出及输入控制量与输出变量间的数学关系规划系统控制状态量参考轨迹,误差反馈补偿消除输出实际值与期望值之间误差值。仿真结果表明所提出控制策略的有效性,谐波补偿效果明显,为SAPF功率控制器设计提供了一种新的思路。