基于单位功率因数控制的四桥臂三相四线制APF

随着非线性负载在配电系统中的大量使用,低压配电网的三相不平衡、无功功率和谐波污染问题日益严重,有源电力滤波器以其优良的性能成为电力谐波抑制和无功补偿的重要手段,因而基于单位功率因数的控制方法,研制了一种高性能的四桥臂三相四线制有源电力滤波器。同时提出了一种只需检测电源输入电流及逆变器直流电容电压,而无需实时检测、计算负载谐波电流,直接控制电源电流为与电网电压同相的标准正弦波的控制方法,并对其稳态及动态行为进行了详尽分析;补偿电流的控制策略采用比例积分控制和三角波调制。以此研制了一台10kVA四桥臂三相四线制有源电力滤波器实验样机,理论分析、仿真及实验结果均证明了该有源电力滤波器可有效地补偿三相四线制系统中的谐波、无功功率和三相不平衡,系统控制简单,动态响应快,补偿效果好。     

一种改进型并联混合有源电力滤波器及其控制

针对并联混合型有源电力滤波器谐波电流注入支路中存在阻塞谐波电流注入的阻抗问题,提出一种改进注入支路的并联混合型有源电力滤波器,使谐波注入支路上不存在影响补偿谐波电流注入电网的阻抗。根据该新型电路结构,通过分析谐波补偿和基波有功电流控制的原理,得出有源部分逆变器输出电压目标值的计算公式,并提出一种新的定频滞环电压控制方法用于控制逆变器输出电压,从而间接地实现了谐波补偿电流和直流侧电容电压的精确控制。最后,通过PSIM仿真实验和物理装置模拟实验验证本文所提新型注入支路和定频滞环控制方法的可行性和有效性。     

基于电容电流反馈的新型HAPF谐振抑制方法

针对有源电力滤波器和无功补偿电容器组成的混合型有源电力滤波器(HAPF)的系统谐振问题,提出了一种基于无功补偿电容器电流反馈的新型HAPF谐振抑制方法。该方法在传统有源电力滤波器电流控制的基础上,通过增加电容电流反馈控制环节,增强系统阻尼,抑制系统谐振。基于该方法,分别就谐波检测电流包含和不包含电容器电流2种情况,详细分析了在电网谐波电压和负载谐波电流2种谐波源激励作用下,系统发生串、并联谐振时的谐振抑制特性。理论分析和实验结果表明,该方法能够有效抑制系统串、并联谐振,提高系统稳定裕度,并对负载谐波电流具有理想的补偿效果。     

一种新型单相并联型有源电力滤波器

提出一种基于谐波磁通补偿原理的单相并联型有源电力滤波器。并联变压器的一次侧绕组与谐波负载相并联,二次侧绕组与逆变器相联,通过对变压器一次侧电压方程分析可知,当采用逆变器在变压器的二次侧注入与一次侧谐波电流呈一定补偿系数的谐波电流时,变压器一次侧对谐波电流呈现近似为零的低阻抗,而对基波电流呈现很大的励磁阻抗,从而输入电力系统中的谐波电流流入变压器支路。通过建立系统的数学模型进行了系统的稳定性分析及稳态误差估算。实验表明,该新型单相并联型有源电力滤波器简单可靠,并取得了较好的滤波效果。     

三相四线有源电力滤波器新型神经预测控制

为补偿有源电力滤波器的控制延时,提出了一种新型三相并联型有源电力滤波器的RBF神经网络预测控制方案.建立三相四线制并联型有源电力滤波器的数学模型及电流预测控制的离散化模型,设计神经预测控制器,通过在线训练权值提高控制精度,控制有源滤波器产生用以抵消非线性负载的谐波电流.应用Matlab对该方法进行了仿真,并在以DSP为...     

新型复合神经网络控制的并联有源电力滤波器

为向用户提供高质量的电能,同时消除负载对供电系统的不利影响,提出了一种新的基于复合神经网络的并联有源电力滤波器(APF),并将其应用于配电系统的谐波治理中.采用复合神经网络组成APF提取控制回路,它分为补偿信号提取回路和逆变器控制回路两部分.前者确定电流中的谐波成分,后者通过对PWM逆变器的输入信号的调整使逆变器提供更精确的补偿.仿真结果表明,复合神经网络控制的有源电力滤波器能够显著降低供电系统中的畸变,且反应迅速,补偿精度高,效果稳定.     

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。     

三相四线制并联型有源电力滤波器研究

介绍了三相四线并联型有源电力滤波器的基本原理,谐波检测方法以及控制策略.本文采用电流闭环PI结合电压前馈控制补偿电流发生环节,建立了并联型三相四线制有源电力滤波系统的仿真模型并进行了仿真.仿真结果表明该并联型有源电力滤波器能有效地补偿三相电流及中线电流,论证了其补偿电流检测方法及控制方案的可行性.     

逆变器直流侧谐波分析与有源补偿

电解电容是现代电力电子系统中用量多，体积大，可靠性差，寿命短的最薄弱环节。提出用并联有源电力滤波器代替电解电容作为谐波发生器，加在逆变器直流侧，抵消逆变器产生的谐波，实现电解电容的硅解。采用开关函数分析了电压源SPWM逆变器在非平衡负载情况下直流侧输入电流的谐波成分。应用模糊逻辑控制和滞环控制实现电流型有源滤波器的控制，使有源滤波器输出补偿谐波电流，同时使有源滤波器直流侧滤波电感电流保持恒定。系统实现DSP全数字化控制，提高了系统的可靠性和可维护性。仿真和实验结果表明控制方案正确、可行，补偿效果良好。     

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.     

一种新型谐波与无功电流检测方法

谐波电流的快速精确检测是有源电力滤波器滤波性能的关键指标,现有的谐波检测方法并非很理想。文中提出一种适用于有源电力滤波器的补偿电流检测新方法,该方法通过瞬时有功功率计算出负载基波正序有功电流幅值,然后乘以单位电压幅值的电源波形,得到基波正序有功电流的瞬时值,进而分离出待补偿电流分量;建立了基于PSIM的仿真系统,针对不同负载性质和负载电流突变等情况进行了分析。仿真结果表明,该方法能够准确、快速地检测出负载电流中的谐波和无功电流分量。     

人工神经网络在电能质量调节器中的应用仿真研究

运用人工神经网络控制模式和一种新型控制算法,设计了一种可同时补偿无功和抑制谐波的并联有源电力滤波器.经MATLAB仿真,结果证明,所提出的有源电力滤波器控制技术及其控制算法,对消除谐波和补偿无功电流起到了更好的作用.     

Grid synchronization and control of distributed generation unit with flexible load compensation capabilities using multi-output LMS-filter

This paper deals with grid synchronization and control of single-phase voltage source inverter in distributed generation (DG) systems using a multi-output adaptive filter. Besides the active power injection, the proposed control enables the inverter to compensate load harmonic and reactive currents based on the capacity of inverter. The currents to be compensated are obtained using a multi-output adaptive filter structure that operates on the principle of variable step size (VSS) least mean squares (LMS) algorithm. The main objective of VSS-LMS filter is to decompose the load current into harmonic and reactive current components and compute their RMS values. The currents extracted by the VSS-LMS filter are used in developing a flexible compensation based on load compensation factors. The load compensation factors are calculated based on the remaining capacity of the inverter and priority. Harmonic currents compensation is given first priority over the reactive currents. In addition to harmonic currents detection, the same VSS-LMS filter is used in developing a phase locked loop unit for synchronizing the inverter with fundamental point of common coupling (PCC) voltage. Synchronizing the DG inverter with fundamental PCC voltage would make the proposed control algorithm insensitive to grid voltage harmonics and frequency fluctuations. The feasibility and the efficacy of the proposed control algorithm are demonstrated using hardware-in-the-loop (HIL) based experiments.     

适用于飞机电网的并联型有源电力滤波器功率电路及其控制策略

针对飞机电网频率较高、电源内阻抗较大的特点,采用并联型有源电力滤波器实现对电网谐波的集中抑制。采用改进的交叉矢量算法实现对基准补偿电流的检测和计算,采用滞环电流控制实现对较高频率电源系统瞬时电流的补偿,同时对直流侧电压进行稳压调节,并推导其传递函数。仿真和实验结果验证了将APF应用于飞机电网的正确性和可行性,表明采用本文的有源滤波器可集中抑制电网谐波电流,具有较好的补偿效果。     

Control of a 3-phase 4-leg active power filter under non-ideal mains voltage condition

In this paper, instantaneous reactive power theory (IRP), also known as p–q theory based a new control algorithm is proposed for 3-phase 4-wire and 4-leg shunt active power filter (APF) to suppress harmonic currents, compensate reactive power and neutral line current and balance the load currents under unbalanced non-linear load and non-ideal mains voltage conditions. The APF is composed from 4-leg voltage source inverter (VSI) with a common DC-link capacitor and hysteresis–band PWM current controller. In order to show validity of the proposed control algorithm, compared conventional p–q and p–q–r theory, four different cases such as ideal and unbalanced and balanced-distorted and unbalanced-distorted mains voltage conditions are considered and then simulated. All simulations are performed by using Matlab-Simulink Power System Blockset. The performance of the 4-leg APF with the proposed control algorithm is found considerably effective and adequate to compensate harmonics, reactive power and neutral current and balance load currents under all non-ideal mains voltage scenarios.     

有源滤波器在d,q坐标系下的PI-模糊谐振控制

有源电力滤波器(APF)被认为将代替传统LC无源滤波器,用来治理线路上非线性负载及开关器件产生的谐波和无功电流.APF为消除谐波,逆变器必须根据指令输出补偿电流,而谐波电流随时间快速振荡变化,因此电流控制器对谐波电流的跟踪能力决定了APF的性能高低.在此分析了并联型APF的电流控制数学模型,针对并联型APF提出一种简单...     

有源电力滤波器在分布式发电系统中的应用

提出了利用现有的设备(软启动逆变器)来抑制分布式发电系统中微型燃气轮发电机谐波电流的方法,并详细给出其拓扑结构,谐波电流检测方法及滞环控制策略。仿真结果表明:所设计的拓扑结构和采用的控制方法是可行的,完全消除了5次和7次谐波电流。     

并联有源电力滤波器的人工神经网络控制方法

提出并分析了一种适用于控制并联有源电力滤波器的人工神经网络方法。该方法采用两个不同的人工神经网络，其中的多元自适应线性神经元网络用以获取欲补偿的三相有害电流，而其中的三层前馈神经网络用以控制滤波器的输出电流。仿真结果显示：电力系统经并联有源电力滤波器补偿后，其电源电流波形有很大改善。     

Analysis of cascaded multilevel inverters for active harmonic filtering in distribution networks

This paper aims at the investigation of an active power filter (APF) comprised of a transformerless multilevel inverter (MLI) for power conditioning in three-phase three-wire distribution network. The inverter topologies used here are three, five, seven and nine-level. The system configuration mainly involves cascaded MLI structure of APF, generation of compensation filter currents based on instantaneous active and reactive current component (i_d–i_q) method and dc-link voltage regulation using a PI controller. Not many papers focus on the regulation of dc-link capacitor voltage. Here we have proposed the implementation of bacterial foraging optimization (BFO) to extract the gains of PI controller. The proposed work provides improved dc-link voltage regulation, quick prevail over current harmonics and reduction of overall source current THD. Adequate MATLAB/Simulink simulation results are presented for the different cascaded MLIs discussed above. Additionally, the performance has been validated in real-time using Opal-RT Lab simulator considering three different conditions of supply i.e., balanced sinusoidal, balanced non-sinusoidal and unbalanced sinusoidal.