单相户用式光伏并网系统无功补偿技术研究

具有本地负载无功补偿功能的户用式光伏并网系统对改善配电网系统供电质量具有重要意义.提出了基于函数变换和低通滤波器相结合的有功电流分量和无功电流分量的提取技术,通过相应的电流分量闭环控制来实现有功能量的传递和单相系统本地负载无功功率补偿.该方法能够快速有效地进行无功补偿,实现系统的单位功率因数并网运行.仿真和实验结果验证了所设计的控制方法的有效性与合理性.     

并联混合型有源电力滤波器稳定性及控制方法

分析了由并联型有源电力滤波器(parallel active power filter,PAPF)和并联电容器组成的混合补偿系统的系统稳定性。分析表明采用传统的PAPF控制方式时,当PAPF检测的负载电流中不包含并联电容器的电流时,混合补偿系统稳定,并且有理想的谐波补偿效果;当PAPF检测的负载电流中包含并联电容器的电流时,此时混合系统存在稳定性和谐波抑制效果之间的矛盾。实际系统中检测的负载电流中包含并联电容器电流的情况有时是不可避免的,针对这种情况提出一种同时检测负载电流和电源电压来控制PAPF输出电流的控制方案,该控制方案可以使系统变稳定,并且具有理想的谐波补偿效果。最后给出了仿真和实验验证结果。     

使用平均电流控制的逆变器并联系统

研究了基于平均电流控制的逆变器并联系统。通过分布在各模块中的平均电路,对各模块的电流给定信号进行平均后产生共享的电流基准信号,由此实现负载均分。推导了带负载电流前馈补偿的并联系统的数学模型,其等效传递函数与单台逆变器相似;通过理论分析、仿真和实验对有、无负载电流补偿两种控制方式下的并联系统外特性和均流性能进行了对比分析。实验结果表明并联系统具有动态响应快速,均流性能好的特点。     

模块化并联有源电力滤波器

针对大容量非线性负载的谐波抑制问题,依据模块化技术、N 1冗余技术以及非线性环节稳定性理论,提出了一种模块化并联有源电力滤波器,研究了模块化结构、N 1冗余控制、负载电流检测方案以及并联均流策略,对多模块并联系统进行了建模和稳定性研究,设计并实现了基于两台有源电力滤波器模块的并联补偿系统.实验证明,模块化并联补偿方案是可行性的,每台有源电力滤波器模块的输出电流相等,并联补偿系统可以将典型(电流源型)谐波源的网侧电流畸变率降低到补偿前的1/5以下.     

发射侧恒流的感应电能传输系统距离特性研究

传统补偿方式下发射侧电流易受负载、传输距离等参数变化的影响。发射侧电流的较大变化不利于系统能量传输的高效性及稳定性。设计了一种基于LCL的新型补偿方式,采用该补偿方式可实现发射侧电流几乎不受参数变化影响,保证了系统能量传输的稳定性。还通过实验研究了该系统在给定负载条件下的距离特性。     

不平衡电压和负载时单周控制有源电力滤波器的研究

为了将单周控制三相有源电力滤波器应用于不平衡电压和不平衡非线性负载,研究了单周控制有源电力滤波器(OCC-APF)在不平衡电压下的特性和在不平衡非线性负载中的工作状况。仿真实验验证了OCC-APF在不平衡系统中运行的可行性。结果表明:补偿电流包括补偿谐波和不平衡电流;补偿后的电流与不平衡电压的零和分量同相成比例,与不平衡负载特性无关。     

具有无功补偿功能的单级式三相光伏并网系统

随着光伏发电技术的推广应用,具有无功补偿功能的光伏并网系统对于减轻电网负担、改善供电质量具有重要意义.本文提出了一种具有无功补偿功能的单级式三相光伏并网系统.该系统实时检测太阳能电池输出电压和电流、电网电压和负载电流,在实现太阳能电池最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)的同时,还能够实时补偿本地负载的无功电流.由于采用了改进的干扰观测法,MPPT算法的稳定性得到了改善;在逆变控制中应用了单周期控制(One-Cycle Control, OCC)PWM算法,从而提高了控制精度,减小了输出电流的纹波含量.文中给出了仿真和实验结果,验证了设计的合理性.     

改善三相电压型PWM整流器动态性能的研究

针对船舶电力推进系统中三相电压型PWM整流器启动瞬间产生冲击电流、且受负载扰动影响大的问题,设计一种电压平方环作为外环、整流器启动直流侧电容电流作为无功电流的控制方法,该方法可有效抑制整流器启动冲击电流。此外,根据在负载扰动瞬间的功率关系,把补偿电流与负载电流一起作为有功电流的补偿进行前馈控制,从而提出一种新的负载电流前馈控制方法,以提高整流器的抗负载扰动能力和船舶电力推进系统运行的可靠性。仿真启动冲击电流减小了60%,实验启动冲击电流减小了40%。     

独立运行无刷双馈发电系统负载侧变换器暂态无功电流补偿

独立运行的无刷双馈发电系统在突加阻感性负载时,定子功率绕组输出电压产生的瞬时电压跌落过大不能满足供电质量的要求,该文通过负载侧变换器补偿负载无功电流以减小瞬时电压跌落幅值并使之快速恢复。文中分析了突加阻感性负载无功电流和发电机输出端电压的瞬态特性,指出补偿暂态无功电流分量会加重端电压的暂态不平衡,提出了暂态过程只补偿稳态无功电流分量的补偿策略,并采用改进的无功电流检测算法以及滑动均值滤波器提高了检测无功电流稳态分量的快速性。实验结果验证了补偿策略的有效性。     

有源滤波器补偿前后负载谐波电流变化的定量分析

在有源电力滤波器的现场应用中,存在这样一种现象,即待治理网络的负载侧电流谐波含量经补偿后会发生增大,而这一现象在大功率谐波治理场合显得尤为明显.为了解释这一现场实际现象,建立了有源滤波器补偿系统的简化模型,并通过理论分析推导出了补偿前后负载谐波电流变化关系,进而对其进行了定量分析.通过仿真和实验再现了这一现象,并验证了理论分析的合理性.     

单相并联型电力有源滤波器的仿真分析

由于电力有源滤波器能够克服无源滤波器的种种缺点而被公认为是一种能有效提高电能质量的装置。章从实用角度出发,着重对以下三种场合进行仿真分析：①系统阻抗值发生变化;②有源滤波器的启动过程;③负荷电流的突变过程。通过对单相并联型电力有源滤波器的仿真分析可以得出以下结论：①中所设计的电力有源滤波器对系统阻抗的变化有很好的适应性;②启动过程中的最大电流值比稳态运行时的最大电流值大得不多;③改进的PI调节方法对负载电流突变过程中维持逆变器直流侧电容电压稳定能够起到较好的作用。这些结果对三相电力有源滤波器的设计也有一定的参考价值。     

基于电压空间矢量的有源滤波器滞环电流控制仿真分析

分析有源电力滤波器的基本原理,为了验证有源电力滤波器基于电压空间矢量滞环电流控制方法的正确性,并加深对其控制规律的认识和理解,本文用MATLAB/SIMULINK对有源电力滤波器进行了动态仿真研究.仿真结果表明,改进的电流控制方法能有效地滤除负载中的绝大部分谐波,提高了有源电力滤波器的综合性能.     

一种实用的串并联混合有源电力滤波器

设计了一种实用的串并联混合有源电力滤波器,分析了其结构、工作原理和滤波性能。在该滤波器中,串联在系统和谐波负载之间的零磁通变流器可自动对基波呈低阻抗、对谐波呈高阻抗,从而实时检测出剩余谐波电流流过变流器时产生的谐波电压降、实现滤波;逆变器可产生一个与检测到的谐波电压成正比的电压。通过将耦合变压器与无源电力滤波器串联后并入电网,减少了流入系统的谐波电流。实验结果验证了该滤波器设计原理的正确性,表明其能有效降低滤波器有源部分的容量,具有良好的滤波性能。     

HAPF一种控制策略的工作特性分析

描述了混合型有源电力滤波器的拓扑结构,分析并仿真了一个HAPF系统采用负载谐波电流控制策略时,电网谐波电流分别在负载谐波电流、电源谐波电压、电网阻抗和电网频率这四种因素波动下的受影响程度(即灵敏度),实验表明系统具有良好的工作特性,说明了这个控制策略在该课题中具有可行性,同时为选择合适的控制器参数K提供了重要依据。     

Network conditioners on the basis of active filters

A novel control scheme for the stabilization of load voltage and the compensation for high harmonics of load current in series-type active power filter systems combined with shunt-type active power filters is proposed. The control system allows an effective correction of power factor, harmonic distortion, and load voltage regulation.     

并联型APF补偿容性非线性负载不稳定机理研究

基于负载电流检测方式的并联型有源电力滤波器补偿容性非线性负载时会发生不稳定的现象,其根本原因在于整个级联系统输入输出级阻抗不匹配,存在相互影响。针对这一问题首先建立并联有源滤波器补偿容性非线性负载时的数学模型,其次基于Middlebrook阻抗分析法推导出整个级联系统输入输出级的阻抗特性,并根据级联系统稳定性判据标准分析了不稳定产生的根本原因。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。     

A three-phase line-interactive UPS system implementation with series-parallel active power-line conditioning capabilities

This paper presents a three-phase line-interactive uninterruptible power supply (UPS) system with series-parallel active power-line conditioning capabilities, using a synchronous-reference-frame (SRF)-based controller, which allows an effective power-factor correction, load harmonic current suppression, and output voltage regulation. The three-phase UPS system is composed of two active power filter topologies. The first one is a series active power filter, which works as a sinusoidal current source in phase with the input voltage. The other is a parallel active power filter, which works as a sinusoidal voltage source in phase with the input voltage, providing to the load a regulated and sinusoidal voltage with low total harmonic distortion. Operation of a three-phase phase-locked loop structure, used in the proposed line-interactive UPS implementation, is presented and experimentally verified under distorted utility conditions. The control algorithm using the SRF method and the active power flow through the UPS system are described and analytically studied. Design procedures, digital simulations, and experimental results for a prototype are presented to verify the good performance of the proposed three-phase line-interactive UPS system.     

单相全桥模块化并联型有源电力滤波器的研究

针对电网中的非线性负荷量大幅攀升,介绍了单相全桥模块化并联型有源电力滤波器。进行了仿真与分析,并且设计与实现了一个最大补偿电流为100 A的应用于三相四线制电网中的并联型有源电力滤波器系统。该系统主要实现在非线性负载和电网之间注入与谐波电流幅值相等极性相反的补偿电流抵消非线性负载产生的谐波,从而达到滤除电网中电流谐波的功能,涉及到的主要工作有系统的软硬件设计以及系统内部各个模块之间的协同工作。     

基于系统电流检测的并联有源电力滤波器新型数字控制方法

提出了一种基于系统电流检测的并联有源电力滤波器数字控制方法,应用于以PWM(Pulse Width Modulation)电压源型变流器为主电路结构的并联有源电力滤波器中,对三相三线制系统中非线性负载的谐波和无功电流有理想的补偿效果.该控制方法只需检测系统电流和直流侧电压,无需参考电流,与传统控制方法相比具有检测量少、计算简单等优点.文章给出了理论分析和仿真结果,并以ADMC326(DSP)为控制核心设计了一套三相并联有源滤波器实验装置.仿真和实验结果证明了所提出控制方法的可行性和有效性.