基于无谐波检测的角型级联式APF控制策略

角型级联式有源电力滤波器(APF)在中高压和大功率场合的谐波抑制上具有广泛的应用。首先建立了角型级联式APF的数学模型,提出了一种无谐波检测环节的系统控制策略,给出了控制策略中各个环节实现方法。在该控制策略中电流内环采用准比例谐振(PR)控制器,消除了传统APF的谐波检测环节,使得整个控制更加简洁,并同时实现了对谐波电流的无静差跟踪。仿真和实验结果证明了所提控制策略的有效性。     

基于APF的电网背景谐波抑制方法研究

针对无源滤波器在抑制电网背景谐波时易发生调谐频率偏移、易与电网产生谐波放大或谐振等问题,此处对基于有源滤波器(APF)的电网背景谐波抑制方法进行了研究。首先,从无源滤波器的背景谐波抑制原理出发,提出一种用于APF的谐波阻抗控制策略,通过调节APF支路特定频率下的阻抗来抑制电网背景谐波电压。然后,提出各电压等级应用场景下适用于谐波阻抗控制原理的APF结构。最后,通过PSCAD/EMTDC平台仿真结果和闽粤联网工程实测数据表明,该控制策略能够有效抑制电网背景谐波,具有较好的实用性。     

基于载波相移级联多电平APF的研究

研究了基于载波相移技术的级联多电平变流器在有源电力滤波器(APF)中的应用问题,详细分析了级联型多电平变流器的工作原理,设计了基于DSP+CPLD载波相移的H桥级联多电平APF系统。仿真和实验结果表明,该系统能实现较高的等效开关频率,低压开关器件级联实现高压输出,具有结构简单、动态响应速度快、补偿性能好等优点。     

基于级联型SOGI的永磁同步电机谐波电流抑制方法研究

伺服驱动器由于具有很强的非线性,导致永磁同步电机(PMSM)的定子电流中含有大量的高次谐波并且引发较大的转矩脉动。针对这一问题,提出基于级联型二阶广义积分器(SOGI)的谐波抑制方法,将级联型SOGI与电流环d、q轴的PI控制器并联,利用级联型SOGI提取d、q轴电流中的6次谐波分量,并将其注入到PI控制器的输出电压中,从而抵消参考电压中的谐波。仿真结果表明:采用基于级联型SOGI的电压补偿法进行谐波抑制,电流波形的畸变得到了明显改善,证明了所提算法的有效性。     

基于载波相移技术的H桥级联高压APF研究

作为高压电力有源滤波器(APF)的预研,采用数字信号处理芯片TMS320F2812为核心搭建了三相H桥级联APF实验样机。以基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测算法为基础,对相电流进行分解并进行数学分析,提出一种新的三相谐波及无功电流检测方法,可省去常规谐波及无功电流检测p-q法和ip-iq法中的2次坐标变换,节省控制器计算时间。仿真及实验结果表明实验样机可有效实现谐波补偿。     

载波移相角度对级联型APF滤波性能的研究

载波相移PWM(CPS-PWM)技术应用于级联型并联有源电力滤波器时可以在较低的器件开关频率下实现较高开关频率的效果,从而提高其滤波性能,但是不同的载波相移角度,滤波性能并不完全一样。本文分析了载波移相角度对级联型有源电力滤波器滤波性能的影响,并通过仿真,验证了理论分析和相关结论的正确性。     

APF谐波抑制技术的实际应用

在供电系统中谐波现象普遍存在,且危害严重。通过APF原理的引入,介绍了基于傅里叶变换算法和DSP控制的谐波抑制原理,并对APF原理的控制回路和电气回路进行了图示。以某冶炼厂应用并联型APF为实例,对比APF滤波前后的波形效果和谐波含量,对其实际应用效果进行客观地评估分析,验证APF滤波在类似领域应用的可行性和有效性。     

频率时变的谐波扰动抑制方法

为抑制谐波扰动对控制系统的影响,对频率时变的谐波扰动进行分析,提出两种针对频率时变的谐波扰动的抑制方法：线性反馈方法与基于非线性干扰观测器的方法。线性反馈方法依据于线性矩阵不等式理论,将频率变化的谐波扰动分解为频率固定的谐波扰动与非线性不确定项,采用一般的干扰观测方法对固定频率扰动进行观测,并采用线性反馈方法对非线性不确定项进行抑制。基于非线性干扰观测器的方法直接对谐波扰动进行观测,并采用鲁棒控制器进行干扰补偿。采用李亚普诺夫理论来验证扰动抑制方法的稳定性。将两种扰动抑制方法应用于磁悬浮飞轮电机控制系统,通过仿真与实验结果表明,两种方法具有很好的扰动抑制能力。基于非线性干扰观测器的扰动抑制方法依据扰动的特性设计,具有更好的动态、稳态特性与鲁棒性。     

并联型APF补偿电容性非线性负载谐波放大效应的抑制研究

并联型有源电力滤波器(shunt active power filter,SAPF)应用于电容性非线性负载时,会造成负载侧谐波放大。本文首先介绍了SAPF应用的系统结构,接着建立了基于电压型非线性负载的SAPF谐波补偿数学模型,分析了造成非线性负载侧谐波放大的机理,并推导了相应公式;同时针对负载侧谐波放大效应,提出了通过改变阻抗比、降低补偿因子、并联补偿电容3种措施。最后,通过仿真软件进行了仿真研究,并给出了工程中已采用的措施。仿真结果及工程案例验证了提出措施的有效性。     

基于多台APF并联的微网谐波抑制

针对微网中的谐波问题,对多台有源滤波器(APF)的并联运行治理微网谐波进行了研究,在比较并研究了均流策略和各种并联策略后,提出了一种新的微网中APF并联方法和控制策略,研究了均流策略和并联实现方法。通过仿真验证了该方法的可行性和可靠性,说明该方法具有很好的动态性能和补偿效果。     

单相级联APF谐波与无功电流检测的研究

瞬时无功功率理论在三相电路谐波和无功电流检测中得到了广泛的应用,该理论也适用于单相电路.对基于该理论的检测方法之一即构造两相电流分量的方法进行了详细的推导,针对现有方法中的不足进行改进,新增了单独的无功电流检测环节,并给出了准确获得各电流量的关键算法.在采用该检测方法的同时,将10个H桥级联的拓扑结构应用于单相APF,运用倍频载波移相调制技术和电流PI控制实现APF的功能.大量的仿真分析证明了提出的检测方法的正确性和有效性,APF接入系统后的仿真结果表明该装置能够很好地完成谐波及无功电流的补偿功能.     

基于载波移相SPWM和级联逆变器的谐波电源

目前,电力无功补偿装置的实际测试通常需要投入现场运行才能验证其效果,不便于开发和改进.为此,设计一种在基波上可叠加任意次谐波的大功率谐波电源来模拟实际中受污染的电网显得十分必要.通过设计DSP+CPLD硬件平台实现基于载波技术的SPWM驱动方式,来控制七电平级联IGBT逆变实现各种实时谐波的大功率谐波电源,为无功补偿装置的实验室测试提供了有效途径,缩短了产品的开发周期.     

神经网络控制APF抑制微电网谐波的研究

针对微电网中的谐波污染问题,运用CMAC神经网络与PID算法相结合控制有源电力滤波器(APF),抑制微电网谐波。该系统采用CMAC前馈控制,确保系统响应速度,PID后馈控制,来抑制扰动,仿真结果表明,该控制方法对微电网谐波有明显的抑制效果。     

多APF的配电线路谐波补偿优化调度方法

针对配电线路谐波电压放大问题,提出了含多个有源滤波器的配电线路谐波补偿优化调度方法。利用传输线理论分析了配电线路谐波电压放大现象,给出了多APF谐波补偿控制方法,建立了谐波治理优化调度模型,利用单目标遗传算法对逆变器谐波补偿参数进行优化。仿真结果表明,采用本文提出的优化调度方法,各节点谐波电压畸变均小于给定参考值,谐波补偿效果良好。     

基于谐波注入法的级联型逆变器谐波消除研究

为了减小H桥级联多电平逆变器输出电压波形中的低次谐波含量,对通过控制各H桥开关角实现级联逆变器谐波消除的方法进行了深入研究。针对解方程组消除特定谐波中高次多变量方程组难于求解的问题,提出一种基于谐波注入法消除谐波的方法。其以等面积法和谐波注入为基础,利用该方法,不论多少阶梯电压波形,仅需解几个简单的方程和进行数次迭代就可以有效减小各次谐波。最后在五H桥级联型逆变器上进行仿真与实验研究,结果验证了本文所提方法的正确性。     

混合级联逆变器的混合频率载波调制技术

混合频率载波调制法可以解决混合级联7电平逆变器的功率环流问题,但其输出电压的谐波特性较差。为此,提出了一种改进的混合频率载波调制策略,该策略使得高压单元运行在单极倍频正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)下,从而提高了高压单元的等效开关频率。此外,对高、低压单元的开关策略进行了优化改进,减少了开关次数。相比于改进前的方法,在高压单元开关频率相同时,其等效开关频率可提高1倍,逆变器输出电压的谐波将分布在更高的频段,从而改善了逆变器输出的电能质量,同时消除了功率环流。由仿真结果可知,在相同开关频率下,改进后的方法使得输出电压的较低次谐波由约1 k Hz提高到了约2 k Hz,并且不会出现功率环流现象。研究结果对所提出的改进的混合频率或波调制策略的实用化有一定意义。     

基于SOGI-PLL载波移相的机车谐波抑制技术

为了抑制机车四象限脉冲整流器在网侧产生的高频谐波,防止车网发生高次谐波共振,提出一种基于二阶广义积分器锁相环SOGI-PLL（second-order generalized integral phase-locked loop）载波移相控制策略。将锁相环输出的电网相位作为同步基准信号,针对网压频率异常波动,快速同步校正PWM载波周期,保证了各单元之间移相角的准确性,获得最优谐波对消效果。同时,该策略对电网谐波和幅值异常跳变不敏感,具有良好的抗干扰性和自适应性。最后通过半实物仿真和地面联调试验,验证了该策略的可行性和对谐波抑制的有效性。     

低开关频率下基于直接自控制的谐波抑制方法

提出一种双折角调制三十边形磁链轨迹直接自控制方法,它通过增加折角以及选择合适的定子磁链轨迹,减小定子电流和磁链的主要低次谐波。理论和实验结果表明,相比较于传统十八边形磁链轨迹直接转矩控制,所提出的控制方法保持经典直接自控制简洁优点的同时,它使得该方式下的定子电流和磁链的谐波含量进一步减小,控制性能得以改善。     

配电网中多谐波源的谐波抑制装置优化配置研究

针对配电网谐波源的多样性,不确定性等特点,采用改进的自适应粒子群模糊算法来配置滤波装置。优化算法通过采用隶属度函数对粒子群算法中的惯性权重进行模糊控制来实现局部搜索与全局搜索之间的平衡;并在算法中考虑所有个体对群体活动的导向性,以增强粒子之间相互学习的能力,有效防止粒子陷入局部最优。仿真结果表明,该优化算法在给定的电网范围内能统一优化有源滤波器和无源滤波器的安装地点及相应的参数,具有一定工程应用价值。     

单相H桥级联型APF模型预测控制方法研究

针对单相H桥级联型有源电力滤波器(active power filter,APF),提出一种基于模型预测控制的单目标预测控制法。通过建立电流跟踪误差的指标函数,将输出电平作为控制变量,选取使指标函数值最小的输出电平,实现对参考电流的跟踪。结合改进的电压排序法,采用子模块电容电压的改进平衡控制策略,实现子模块电容电压平衡,并降低了器件的平均开关频率。对输出电流模型预测控制的稳态误差进行理论分析,探索了系统参数与系统补偿性能的关系。与传统控制方法相比,该方法无需考虑复杂的参数整定与权重系数设计,且具有计算量少与易于数字化实现等优点。搭建了H桥级联型APF仿真平台,仿真结果表明,APF系统可快速补偿中压大容量系统中的谐波电流,具有优越的动、静态性能。