四桥臂三相四线APF的新型电流检测与控制

由于中性线参与了实际的控制,使得三相四线有源电力滤波器(APF)电流检测与控制更为复杂,同时APF直流侧电压的稳定控制也更为困难.为有效地检测四桥臂三相四线APF的参考补偿电流以满足实现对APF的有效控制并对各类非线性负载电流实施实时补偿,在分析了四桥臂三相四线APF工作原理的基础上,采用Takagi-Sugeno(T-S)模糊控制的方法,以直流侧电压的三值输入逻辑规则对四桥臂三相四线APF进行建模,利用并行分布补偿算法获得模糊控制律,在此基础上设计了模糊控制器,实时准确地获得四桥臂三相四线APF在各种非线性负载条件下的补偿参考电流并使直流侧电压得到自动稳定控制.仿真及实验结果验证了该控制策略的正确性及有效性.     

三相三线APF补偿电流的模糊反馈检测与控制

补偿电流的检测是三相有源电力滤波器的关键问题,快速准确地检测出补偿电流并实施有效的控制直接影响到有源电力滤波器的补偿效果.对三相三线制有源电力滤渡器进行电路模型分析,采用T-S模糊反馈控制的方法,获得三相三线制有源电力滤波器的补偿电流,并对电源电流进行实时的模糊反馈控制.采用并行分布补偿的方法设计了模糊反馈控制器,将有源电力滤波器的非线性问题线性化,在稳定性条件下求解线性矩阵不等式,得到无功功率及谐波电流全补偿控制策略的状态反馈增益,由此获得连续的即时补偿跟踪电流,仿真及实验结果验证了补偿电流检测的准确性及模糊反馈控制的有效性,对简化有源滤波器的电流检测与其构成组件具有较大应用价值.     

电压畸变条件下三相三线有源电力滤波器的T-S模糊∞控制

有源电力滤波器(APF)是解决电力系统谐波治理的有效方法,由于电源电压存在畸变影响了APF的补偿参考电流的检测精度并影响补偿的效果.本文采用T-S模糊控制的方法对三相三线APF进行建模,将电源电压的畸变成分作为理想情况的干扰,在保性能的前提下给定性能指标,实现T-S模糊H∞控制控制性能.在满足稳定性的要求条件下,设计的T-S模糊H∞状态反馈控制器使APF在电源电压畸变的情况下,将电源电流补偿为正弦特性,满足了APF谐波综合补偿的控制要求.仿真结果验证了所建T-S模糊模型的有效性,展示出所设计的H∞控制器的有效性能.补偿电流可以准确的检测,在电源电压非正弦条件下可以进行有效的控制.     

基于预测函数模型的APF补偿电流控制研究

为了有效地改善电网电流中因接入非线性负载所引入的谐波分量和削弱控制系统的延时特点,提出了一种基于预测函数模型的有源电力滤波器(APF)补偿电流控制方法,由当前时刻采样数据和最近历史时刻的数据进行构建预测函数模型,实现了有源滤波器谐波补偿电流的预测控制.仿真结果表明:该控制方法不仅对负载电流有精确的预测能力,且对系统电流中谐波电流具有较好的抑制效果和补偿精度.     

三相四线制APF的改进三电平SVPWM算法研究

三相四线制有源电力滤波器(Active Power Filter, APF)采用传统的三电平电压空间矢量脉宽调制算法没有考虑零轴电压分量,影响有源电力滤波器的谐波补偿效果。文中提出一种改进电压空间矢量脉宽调制算法,基于对零轴电压分量的分析,在传统电压空间矢量脉宽调制算法基础上调整正负小矢量作用时间,同时结合直流侧均压控制,从而改善三相四线制中点钳位型三电平三桥臂有源电力滤波器的谐波补偿效果。并在Matlab Simulink仿真验证该改进算法的正确性和可行性。     

新型单周控制三相四线制并联混合型有源电力滤波器研究

提出了1种基于单周控制单极调制方式的新型三相四线制并联混合型有源电力滤波器(activepowerfilter,APF)结构,以解决四桥臂和三桥臂结构分别存在的开关损耗大、控制结构复杂等问题,同时该方案不需要单独对中线电流进行补偿,且能有效地解决直流分量问题。对新型结构进行了建模,推导了单周控制方程,最后进行了MATLAB仿真验证,结果证实了该方案的可行性。     

基于T-S模糊模型的混沌系统脉冲控制

给出了一种基于T-S模糊模型的混沌系统模糊脉冲控制方法.首先给出了基于T-S模糊模型对非线性系统精确建模的原理,得到与混沌系统等价的T-S模糊系统.然后根据建模得到的T-S模糊系统,采用模糊脉冲控制技术来实现控制.最后,以控制Ndolschi混沌系统为例,证明了这种方法的有效性.     

无差拍控制三相四线制四桥臂APF仿真分析

文章以三相四线制四桥臂有源滤波器为研究对象,选取ip-iq法检测谐波电流,在指令电流跟踪环节采用全数字化的无差拍控制方法。Matlab/Simulink仿真结果表明,采用无差拍控制方法的有源滤波系统对谐波电流有较好的补偿效果,并能有效地抑制中线电流。     

三相有源电力滤波器重复滑模控制

有源电力滤波器（active power filter,APF）的谐波电流控制直接影响着APF的滤波效果。针对指数趋近率容易产生抖振的问题,提出了一种变指数趋近率,并在dq坐标系下推导出了基于该变指数趋近率的APF滑模控制律。为提高APF对高次谐波的追踪能力,将重复控制和基于变指数趋近率的滑模控制并联,提出了一种APF的重复滑模控方法。仿真结果表明,相对于基于指数趋近率的滑模控制方法,提出的重复滑模控制方法具有更高的稳态精度,电网电流的谐波畸变率更低。     

电压畸变条件下三相三线有源电力滤波器的T–S模糊H∞控制

有源电力滤波器(APF)是解决电力系统谐波治理的有效方法, 由于电源电压存在畸变影响了APF的补偿参考电流的检测精度并影响补偿的效果. 本文采用T–S模糊控制的方法对三相三线APF进行建模, 将电源电压的畸变成分作为理想情况的干扰, 在保性能的前提下给定性能指标, 实现T–S模糊H∞控制性能. 在满足稳定性的要求条件下, 设计的T–S模糊H∞状态反馈控制器使APF在电源电压畸变的情况下, 将电源电流补偿为正弦特性, 满足了APF谐波综合补偿的控制要求. 仿真结果验证了所建T–S模糊模型的有效性, 展示出所设计的H∞控制器的有效性能. 补偿电流可以准确的检测, 在电源电压非正弦条件下可以进行有效的控制.     

基于模糊控制的三电平有源电力滤波器研究

提出了一种基于ip-iq谐波电流检测、模糊PI电流控制和空间矢量脉宽调制的三电平有源电力滤波器的控制方案;建立了三电平有源电力滤波器的数学模型,详细介绍了三电平有源电力滤波器直流侧电压稳定和中点电位平衡控制方法的具体实现。仿真和实验结果表明,采用该控制方案的三电平有源电力滤波器具有良好的谐波补偿效果,且能较好地稳定直流侧电压和电容中点电位。     

带分布式电源的有源滤波器的模糊自适应控制

由于分布式电源逆变并网发电与有源电力滤波器(active power filter,APF)在结构功能上具有相似性,本文提出了结合绿色分布式电源的有源电力滤波器拓扑结构,这种结构使APF除了能够滤除谐波外,还可以向负载供能,拓展了APF的应用范围,有利于电网的绿化和供能的多元化.分布式电源通过逆变升压整流来维持APF直流侧的电容电压的稳定,而不需要消耗电网中的能量.针对畸变电压的工况,设计了自适应dq检测算法;在APF控制上采用了自适应模糊控制的策略,不仅能快速跟踪谐波电流,而且具有较强的鲁棒性.仿真结果验证了该系统设计的可行性和可靠性,证明了本文所提算法的有效性和正确性.     

Adaptive fuzzy backstepping control of three-phase active power filter

A backstepping controller (BC) and an adaptive fuzzy backstepping controller (AFBC) are proposed for three-phase active power filter (APF) in this paper. Firstly, the dynamic model for APF is build in which both the system parameter variations and external disturbance are considered. Then, the backstepping method is applied in the design of current control system to deal with the nonlinearity of APF. Moreover, the AFBC is developed by combining the backstepping approach with adaptive fuzzy strategy to attenuate the effect of parameter uncertainties and external disturbances. Fuzzy logic system is designed to estimate the unknown nonlinear function in the AFBC where the parameters are adjusted online by the adaptive law derived from the Lyapunov stability analysis to guarantee the tracking performance and stability of the closed-loop system. Simulation studies using the MATLAB/SimPower Systems Toolbox demonstrate that the proposed control strategies exhibit excellent performance in both steady state and transient operation.     

Approximated fuzzy logic controlled shunt active power filter for improved power quality

Shunt active power filters have been widely used for power quality improvement. With the advancement in artificial intelligence techniques, the applications of fuzzy logic‐based control systems have increased manifolds. This paper proposes a reduced rule fuzzy logic controller (FLC) in the voltage control loop of a shunt active power filter (APF), which is approximating a conventional large rule FLC. The difference between the controlled outputs of two controllers is compensated by proposed compensating factors. The dynamic response and harmonic compensation performance of proposed 4‐rule approximated fuzzy logic controller (AFLC) is compared with 25‐rule FLC. A three‐phase shunt APF is used for harmonic and reactive power compensation. The proposed scheme is tested with randomly varying single and multiple non‐linear loads. The simulation results presented under transient and steady‐state conditions confirm that the proposed 4‐rule AFLC efficiently approximates the 25‐rule FLC. The proposed control methodology takes less computational time and computational memory as the numbers of rules are reduced significantly.     

有源电力滤波器的自抗扰控制研究

针对采用PI控制器控制有源电力滤波器时存在谐波或基波电流指令而无法实现无静差调节,且数字化后会进一步增大稳态误差,使有源电力滤波器的补偿性能降低的问题,提出一种有源电力滤波器的自抗扰控制策略。该策略利用自抗扰控制器的非线性跟踪-微分器和扩张状态观测器分别处理参考输入和输出,并选择适当的状态误差,实现了对滤波的自动、精确补偿。仿真和实验结果表明,有源电力滤波器采用自抗扰控制策略后具有很强的鲁棒性、稳定性和适应性,控制性能有较大改善。     

基于单周控制和i_p-i_q检测法的有源电力滤波器研究

针对基于单周控制的有源电力滤波器只能同时补偿谐波和无功分量的问题,提出了一种基于单周控制和ip-iq检测法的有源电力滤波器的设计方案。ip-iq检测法检测出的含有谐波或无功分量或两者皆有的基波分量作为单周控制器的参考信号,电源电流信号作为单周控制器的输入信号,这2个信号通过单周控制器生成补偿电流,从而实现单独补偿谐波或同时补偿谐波和无功分量的目的。仿真与实验结果验证了该方案的可行性。     

Hierarchical neuro-fuzzy current control for a shunt active power filter

This paper presents the design of a hierarchical neuro-fuzzy current control scheme for a shunt active power filter compared with a single fuzzy controller scheme. A single fuzzy controller scheme is presented first and an ANFIS based neuro-fuzzy controller is connected hierarchically to the first one to improve the performance. Simulation results show that harmonic compensation is achieved with both schemes, however switching performance is superior for hierarchical scheme. The method of switching controller development in this paper is new and can be applied to other power electronic converter applications for improved performance.     

基于模糊自适应PI控制的有源电力滤波器

分析了有源电力滤波器的结构及其工作原理,提出了模糊自适应PI控制策略并应用到有源电力滤波器直流侧母线电压的控制中。仿真实验表明,该控制算法提高了系统的动态性能和抗干扰性。     

单相有源电力滤波器非线性统一控制策略

目前有源电力滤波器控制策略都采用电流内环和电压外环的双环控制.本文提出了一种基于精确反馈线性化的单相有源电力滤波器统一控制策略.在单相有源电力滤波器仿射非线性模型基础上,通过求解偏微分方程得到一个包含补偿电流变量和直流侧电压变量的输出函数,并推导出了其状态反馈精确线性化非线性控制律,将原非线性系统转换成微分同胚的二阶线...     

改进型有源滤波器滞环电流控制方法

并联有源滤波器的变环宽滞环电流控制方法可根据电流幅值的变化实时调整滞环宽度,在保证参考电流跟踪精度的前提下,有效控制了逆变器的开关频率。对传统的变环宽滞环电流控制方法进行改进:增加环宽微调环节,当逆变器开关频率较低时,给已计算出的环宽值加入一个负的微调量,使环宽值减小。Matlab仿真结果表明,采用改进型变环宽滞环电流控制方法对并联有源滤波器谐波电流进行跟踪补偿时,系统总谐波畸变率为1.80%,小于采用传统变环宽滞环电流控制方法时的总谐波畸变率,且逆变器实际开关频率更加接近设定值。