有源电力滤波器并列运行方案

在某些实际工业生产中,为保证供电可靠性会采用经闭合母联断路器连接的2条母线向非线性负载供电的结构。采用无源滤波器治理谐波时,谐波电流会在母联断路器和各支路间流动。针对该运行工况,提出了有源电力滤波器(APF)并列运行的谐波治理方案。详细分析了谐波穿行现象产生的原因以及APF并列运行抑制谐波穿行的原理;通过PSCAD/EMTDC软件仿真对分布式无源滤波方案和APF并列滤波方案的滤波效果进行了比较,对负载扰动、无源滤波支路投退等运行工况进行仿真分析。结果表明:APF并列运行的谐波治理方案能有效解决分布式无源滤波方案中存在的谐波电流吸收率低、谐波电流穿行、滤波支路易过载、电能质量较差等问题,具有较强的实用价值。     

APF-TCR联合运行系统控制方法与仿真

提出了一种适用于中压系统谐波和无功补偿的APF和TCR联合运行系统。联合运行系统由1个小容量的APF和1组7次调谐滤波器以及可提供大容量连续无功功率的TCR组成。建立d-q坐标系中的数学模型,提出了APF电压电流PI控制参数的选取方法和基于查表法的TCR非线性控制方法。小容量APF可以提高无源滤波器的滤波性能,抑制其和线路电抗的谐振。仿真验证了理论分析的正确性和控制系统参数选择的合理性,联合运行系统能够实现谐波和无功功率的动态补偿。     

无功补偿和混合滤波综合补偿系统及其应用

提出了一种具有功率因数校正、滤除谐波电流和抑制谐波谐振的电力系统综合补偿系统电路结构并将其成功应用于实际工程。无源支路在补偿无功功率的同时还可以滤除因非线性负载产生的特征谐波电流。为了抑制无源支路跟电网等效电感产生的谐振以及改善无源滤波器的滤波性能，系统中采用了谐振注入式有源滤波拓扑。论文对综合补偿系统的稳态补偿性能进行了详细的分析，并给出了系统的现场运行结果。理论分析和系统的现场运行结果证明了综合补偿系统的有效性和可行性。     

配电变压器集成化补偿系统的多目标分析及控制

配电网中广泛使用的配电变压器是电能供给和需求的交汇点,也是无功、谐波、不平衡等不利因素对供电产生影响的集散点。针对配电变压器集成化静止补偿系统(DT-STATCOM)结构,对配电网无功、谐波和不平衡等电能质量问题进行分析,提出了与配电网整体控制相协调的基于动态权重优化的多目标综合控制策略。在研究补偿机理的基础上,分别设计了非线性无源控制电流内环跟踪、基于双旋转坐标系的比例准谐振控制、基于零序电压注入的负载电流不平衡校正方法。实验结果表明所提出的多目标综合控制策略能够有效提高STATCOM的动态响应速度,改善综合补偿效果。     

专利

专利名称：一种低压动态无功补偿装置 本实用新型公开了一种低压动态无功补偿装置,该装置包括无源电力滤波装置FC、晶闸管控制电抗器TCR和控制系统,即TCR＋FC型,其结构要点是：无源电力滤波装置FC和晶闸管控制电抗器TCR与负载一起并联接在整流变压器ZB低压二次侧或具有类似负荷性质的直接配电低压（≤1000V）母线上。本实用新型能克服现有技术的不足,系统简单可靠、成本低、特别适合于轧制金属材料工厂的主轧机传动系统和矿山竖井卷扬机传动系统等场合上快速无功功率补偿、抑制电压波动、谐波滤波和提高功率因数。     

用新型有源电力滤波器治理企业配电网谐波

针对大型厂矿企业配电网既需治理谐波,又需提供一定容量无功功率的要求,提出了一种新颖的串并联混合型有源电力滤波器(APF),并分析了其结构特点与补偿特性。该APF的无源部分补偿无功功率,而其有源、无源部分则共同抑制谐波。实践表明该APF具有良好的谐波滤波性能和无功补偿能力,具有一定的推广价值。     

用于中压配电系统的电能质量综合治理方案

针对中压配电系统电能质量存在的主要问题,提出了一种有效的解决方案。采用Thyristor-controlledReactor(TCR) Passive F ilter(PF) Active Power F ilter(APF)方式不仅可以有效地滤除TCR及负载产生的谐波,能够较好地抑制无源滤波器与电网阻抗之间的谐振,而且可以实现无功的动态补偿,平滑地调节母线电压。     

有源动态滤波器对电能质量的改善

有源动态滤波器（APF）能显著抑铡或消除谐波污染。补偿无功功率．提高功率因数,同时可以补偿三相负载之不平衡,补偿电网无功功率．减少穿越供电变压器的无功电流和谐波电流。实现谐波治理和节电的目的     

用于中压配电系统的电能质量综合治理方案

针对中压配电系统电能质量存在的主要问题,提出了一种有效的解决方案.采用Thyristor-controlled Reactor(TCR) + Passive Filter(PF) + Active Power Filter(APF)方式不仅可以有效地滤除TCR及负载产生的谐波,能够较好地抑制无源滤波器与电网阻抗之间的谐振,而且可以实现无功的动态补偿,平滑地调节母线电压.     

一种新型的基于变压器谐波磁势平衡的有源电力滤波方法

为降低有源电力滤波器(APF)开关器件耐压水平,充分发挥低压大电流开关器件和装置容量潜能,节省APF与网侧线路相连接的升压变压器成本,并有效降低直流稳压电容的额定电压,提出一种新型的基于变压器谐波磁势平衡的有源电力滤波方法。该方法将有源电力滤波装置接于变压器二次侧绕组抽头中间,使该装置产生的谐波电流磁势在变压器二次侧与负载谐波电流磁势相互抵消,从而使得网侧电流谐波含量显著降低。详细分析了运用该谐波磁势平衡在变压器二次侧绕组进行滤波的数学原理,并对配电网侧常用的10 k V/380 V Y/△及△/Y变压器进行了负载谐波电流滤波仿真,并通过实验验证了该滤波方法的可行性。     

一种混合型有源电力滤波器的研究

提出了一种混合型有源电力滤波器电路结构。该电路由有源滤波器与基波串联谐振支路并联再与无源滤波电路串联构成,用于抑制非线性整流负载产生的谐波电流流入电源侧。在该电路中,无源滤波器分担大部分抑制谐波和无功补偿的任务,减少了有源滤波器的容量;有源电力滤波器用于改善无源滤波器的滤波效果。理论分析和实验结果表明,该混合型有源滤波器充分发挥了无源滤波器和有源滤波器各自的优点,改善了无源滤波器的滤波性能,同时使有源滤波器不再承受基波电压,因此最大限度地减少了有源滤波器的容量,使有源电力滤波器能够应用于大功率场合。     

大功率混合型APF用于大型冶炼厂谐波治理

为消除电力系统谐波及其巨大危害,根据大型冶炼厂谐波治理的特点,提出了一种新颖的拓扑结构-大功率混合型有源滤波器,它将串联谐振注入型有源滤波器与无源滤波器并联混合,由电容静态补偿无功功率,由有源和无源部分共同抑制谐波。实践证明该装置具有较好的滤波效果和一定的无功补偿能力。     

新型混合型滤波器设计

根据目前常见的几种混和有源滤波器,提出1种注入式混和有源滤波器,使有源滤波器不再承受基波电压,最大限度地减少了有源滤波器的容量。阐述混和有源滤波器和注入式有源滤波器的工作原理,在该电路中,无源滤波器分担大部分抑制谐波和无功补偿的任务,减少了有源滤波器的容量;有源电力滤波器用于改善无源滤波器的滤波效果和抑制它与系统阻抗可能发生的谐振。理论分析和实验结果表明,该混合型有源滤波器充分发挥了无源滤波器和有源滤波器各自的优点,改善了无源滤波器的滤波性能,同时使有源滤波器不再承受基波电压,通过样机实验验证结论正确性。     

阻抗可控的并联混合型有源电力滤波器

针对高压交流电力系统,提出一种基于阻抗可控的并联混合型有源电力滤波器新原理。通过电力电子变换器的控制,使得并联变压器呈现可控的阻抗。它始终对谐波呈现近似为零的低阻抗,从而输导系统中的谐波电流,流入并联变压器支路;同时对基波呈现连续无级可调的电抗,与无源电力滤波器相结合,实时补偿系统的无功功率。为满足有源电力滤波器大容量的工程需要,并联变压器采用二次侧多补偿绕组的结构。提出一种适合该滤波原理的指令电流运算方法。仿真结果表明此滤波新方案具有良好的谐波抑制和无功功率补偿的性能。     

SHPF-TCR联合控制补偿系统的研究

针对有源电力滤波器无法动态补偿无功功率,无源滤波器补偿产生相移的问题,提出一种晶闸管控制电抗器与并联混合电力滤波器(SHPF-TCR)联合补偿控制系统。SHPF由小容量有源电力滤波器和五次LC单调谐滤波器构成以补偿系统谐波,调谐滤波器和TCR形成并联型无源滤波器以补偿系统无功。将解耦控制用于电流跟踪和电压调节,引入PI控制器消除系统稳态误差。该SHPF-TCR联合控制能够有效的降低APF容量,消除系统谐振,稳定性好,动态响应速度快。实验及仿真结果证明了所提出结构和控制方法可以很好地进行谐波和无功的综合补偿。     

静止无功补偿器与有源电力滤波器联合运行系统

提出一种具有功率因数校正、补偿负载不平衡和滤除电网谐波电流的静止无功补偿器(static var compensator,SVC)和有源电力滤波器(active power filter,APF)联合运行系统电路结构。其中,SVC由晶闸管控制电抗器(thyristor controlled reactor,TCR)及固定电容器(fastness capacitor,FC)组成,主要用来快速补偿无功,并通过对其三相不对称控制来消除电网三相不对称和负序电流;APF部分主要用来消除电网及SVC引起的谐波电流,同时抑制固定电容器与电网等效阻抗间可能的串并联谐振。在分析SVC和APF联合运行系统基本工作原理的基础上,对联合运行时的控制方法进行研究。仿真和实验结果证明了该联合运行系统的可行性。     

大功率有源电力滤波器的建模与应用

为实现较好的滤波效果,确保系统安全稳定运行,针对大功率混合型有源电力滤波器的补偿电流是通过控制逆变器的输出电压来产生适当输出电流的情况,在考虑有源滤波器的输出滤波器的基础上,利用开关函数法建立了大功率混合型有源电力滤波器的数学模型,为将电流参考信号转化为电压参考信号进行控制提供理论依据。实验仿真和工程应用都表明根据系统数学模型所设计有源滤波器的控制器能达到较好的滤波效果。     

有源电力滤波器与无源滤波器混合使用的研究

有源电力滤波器(APF)和无源滤波器(PF)是目前应用较广的两种并联谐波治理设备。从理论上分析了负荷的谐波阻抗和系统谐波阻抗对并联谐波补偿装置的影响,归纳了各种阻抗下负荷电流和补偿电流幅度变化的情况。在阻抗分析的基础上,比较了PF和APF并联混合补偿时,不同接线方式下对补偿效果的影响,并提出两者混合应用到实际工程中应该注意的若干问题。最后给出了仿真和实验结果,验证了理论分析的正确性。     

注入式混合型有源滤波器研究

提供了一种大容量、低成本的注入式混合型有源滤波器以适用于高压系统同时进行谐波抑制和无功补偿,其中,利用大容量无源滤波器实现谐波抑制和无功补偿;采用有源滤波器改善系统滤波效果并阻尼无源滤波器与系统阻抗之间的串、并联谐振。讨论了采用检测电网电流的控制策略时,注入式混合型有源滤波器的工作原理,其基本思想是通过对有源部分进行适当控制来等效增大电网支路的谐波阻抗。从抑制电网阻抗与无源滤波器之间的串、并联谐振,改善无源滤波器的滤波效果以及提高整个系统的鲁棒性3个方面详尽分析了注入式混合型有源滤波器的稳态补偿特性。相关仿真结果及工程应用效果均证明了该混合型有源滤波器对于同时进行谐波抑制和无功补偿的可行性。     

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。