有源电力滤波器补偿延时及对策的研究

由谐波电流指令计算及PWM控制引起的补偿延时影响了有源电力滤波器的补偿性能,本文分析了在全数字控制及模数混合控制两种控制方式下产生时间延迟的原因,最后给出了实现无差控制的条件.在此基础上提出了一种简单的相位补偿方法,采用该方法可以有效地补偿谐波电流指令计算及PWM控制引起的时间延迟,同时保证有源电力滤波器具有良好的动态性能.最后通过实验验证了采用新方法的有源电力滤波器无论对稳定负载还是变化的负载都具有良好的补偿效果.     

状态反馈与延迟补偿相结合的电流型有源滤波器控制方法

电流型有源滤波器比电压型有源滤波器有更强的电流控制能力和更高的可靠性.电流型有源滤波器主要由电流源脉宽调制(PWM)逆变器和LC型无源滤波器组成.LC型无源滤波器能滤除逆变器开关频率附近的谐波分量,但会引起系统振荡;由于采样和计算的延迟,逆变器发出的补偿电流总滞后于负载电流,使得有源滤波器的补偿性能较差.为解决这些问题,文中提出了状态反馈和延迟补偿相结合的控制方法,用状态反馈提高系统阻尼,用延迟补偿减小逆变器补偿电流的滞后时间.在基于TMS320C32型数字信号处理器(DSP)构建的有源滤波器实验装置上进行的实验表明该方法有较好的稳态滤波效果和暂态过渡性能.     

基于DSP的滞环跟踪型有源电力滤波器数字控制系统

介绍了一种基于新型数字信号处理器(DSP)TMS320F2407A数字控制的滞环跟踪型并联有源电力滤波器，以DSP为核心的数字控制电路完成谐波提取、指令电流产生、直流侧电压控制、系统保护等功能，实现了一种全数字控制的有源电力滤波器。     

基于TMS320F2812的混合型有源电力滤波器的研究

本文提出了基于TMS320F2812的混合型有源电力滤波器的设计思路及实现方案。混合型有源电力滤波器由无源补偿器和有源滤波器共同组成,采用了混合控制补偿的方法,实现了宽范围、大容量、动态补偿的设计要求。同时,其基于TMS320F2812的高性能数字化控制平台,改进的控制算法,优化的控制策略,大大提高了补偿设备的实时性及补偿的效率和质量,可有效抑制供电网的谐波。     

DSP的有源滤波器的软硬件设计

有源电力滤波器(APF)是一种用于动态抑制谐波和补偿无功功率的新型电力电子装置,有着非常广阔的发展前景,而有源滤波的控制是影响有源滤波器性能的重要因素.数字信号处理器DSP芯片因为具有信号处理快速性特点,所以非常适合于有源滤波器的控制.经过综合归纳分析,对基于DSP处理器TMS320F2812的有源滤波器的硬件电路与软件流程做出了整体设计.     

基于预测控制的有源电力滤波器选择性谐波补偿方法

提出一种基于预测控制的并联型有源电力滤波器(active power filter,APF)选择性谐波补偿方法。首先通过选择性谐波检测方法确定有源电力滤波器的参考电流值,并通过相位补偿降低系统延时的影响;然后在电流跟踪控制环节中引入预测控制,预测下一采样周期的参考电流值,并加入校正因子来消除预测误差;在此基础上计算出有源电力滤波器的参考电压矢量;最后利用空间矢量脉宽调制法(space vector pulse width modulation,SVPWM)控制三相逆变器的实际输出电压跟踪参考电压,从而达到选择性谐波补偿的目的。实验结果证明了该方法的有效性。     

有源电力滤波器控制延时补偿方法研究

传统基于ip-iq法的有源电力滤波器,谐波电流检测环节中低通滤波器会带来信号的延时,同时采用数字化的控制系统也不可避免的引入延时,这必然会影响到有源电力滤波器的性能.通过分析各部分的延时特性,提出了一种基于选择控制来补偿控制延时的方法,分别针对稳态和暂态采用不同的控制策略,保证了暂态的快速跟踪性能,提高了稳态补偿精度.仿真结果验证了所提方法的有效性.     

基于TMS320F2812的三相并联型有源电力滤波器的研究与实现

首先对三相并联型有源电力滤波器的原理以及谐波检测方法进行了分析,然后详细介绍了有源电力滤波器的主电路设计要点和以TMS320F2812型DSP为核心的控制系统构成,完成了谐波电流检测和补偿等实验.实验结果表明,F2812型DSP可完全满足系统要求,控制精度高、动态性能好、谐波抑制效果显著.     

数字带通滤波器在有源滤波器中的应用

分析了数字带通滤波器的特点，比较了模拟带通滤波器和数字滤波器的区别，提出了一种基于带通滤波器的谐波检测方法，这种方法简单有效。构造了基于这种方法的并联型有源滤波器，对这种有源滤波器系统用Simulink进行仿真，并在以TMS320LF2407为控制核心的实验装置中对这种滤波器系统作了具体的实现。仿真和实验结果证明了这种方法的可行性。     

基于DSP的有源电力滤波器控制系统的设计与研究

设计了基于TMS320F2812的并联型有源电力滤波器控制系统。采用DSP完成并联型有源滤波器控制系统的算法实现,谐波电流的提取和指令电流的计算采用ip-iq法,采用无差拍控制方法来实现补偿电流的产生,用MATLAB对系统进行了仿真实验,实验结果表明该控制系统具有良好的工作特性。     

有源电力滤波器延时效应分析与补偿次数设定

有源电力滤波器在数据采集和数字化控制系统中不可避免存在延时.根据该延时效应,进行建模仿真和快速傅里叶分析,验证了由于延时引起的谐波放大,提出了有源滤波器谐波最高补偿次数确定依据,从而提高有源滤波器补偿性能.通过设计APF与电网连接的低通滤波器,实现补偿次数的设定,使APF逆变器仅输出最高补偿次数以下的低次谐波,避免了由...     

有源电力滤波器延时分析

有源电力滤波器作为动态谐波治理装置对系统实时性的要求很高,而其数据采集和数字化控制系统中不可避免的存在延时。分析了数字化有源滤波系统产生延时的原因,探讨了延时对有源电力滤波器性能产生的影响,同时提出了有效减小延时以提高有源电力滤波器补偿性能的方法,所得的结论能够对混合型有源滤波装置的设计和参数选型提供有益的指导。     

谐振注入式有源滤波器数字化控制系统延时研究

有源电力滤波器作为动态谐波治理装置对系统实时性的要求很高，其数字化控制系统中存在的延时将不可避免地对系统整体性能产生消极影响。该文以目前有实用先例的谐振注入式有源滤波器为例，从分析数字化有源滤波系统产生延时的原因出发，就谐波补偿效果、系统稳定性和PWM调制3方面探讨了延时对谐振注入式有源滤波系统性能产生的影响，同时结合实例提出从器件选型、提高采样频率和应用信号预测算法3个方面有效减小延时以提高系统整体性能的方法，所得的结论也能够推广应用于其它结构的并联混合型有源滤波装置中，为其设计和参数选型提供有益的指导。     

一种基于DSP的有源电力滤波器谐波提取方案的设计与实现

介绍了一种同步旋转坐标系的谐波提取方法,并同时辅以无限脉冲响应数字滤波技术及时间延迟补偿策略。通过Matlab仿真研究并设计,实现了以DSP为核心处理器的有源电力滤波器(APF)数字化提取方案。经过仿真试验分析和工程验证,证明了该方法的有效性和准确性。     

基于复合控制的三电平APF的研究

有源电力滤波器(APF)的被控量为高频谐波及无功电流,传统的PI闭环控制已不能实现无静差的跟踪被控信号。为了提高APF的补偿精度及动态响应速度,引入复合控制器对APF输出电流进行控制。针对数字控制引入的延时问题,分析了延时对电流补偿效果的影响,并提出了谐波电流预测控制的解决方法。最后在对三电平APF模型分析的基础上,搭建了基于三电平空间矢量调制(SVPWM)的Matlab仿真模型,并在一台50 kVA的样机上对上述算法进行了验证。仿真分析和实验结果显示基于复合控制的电流跟踪控制相比于传统的PI控制能够有效地提高APF电流内环的稳态精度。     

一种基于DSP的高精度谐波检测改进方案设计

介绍了一种基于同步旋转坐标系的以DSP为核心的数模混合型谐波检测设计方案。针对常规方案的缺陷提出了改进信号流的新方案。它有效地整合了模拟和数字的优势，基于低速率采样的低通滤波器解决了DSP字长和精度的矛盾，并针对数字系统的时间延迟提出了补偿策略。实验结果表明，该方案硬件简单、成本低，可实现高精度、无延迟的谐波检测。     

数字化有源滤波器时延补偿方法的分析和验证

有源电力滤波器(APF)的数字化控制日趋普遍.然而在谐波电流检测、指令电流计算和基于PWM逆变电源的补偿电流输出过程中会产生延时,从而对APF的补偿功能造成不利影响.针对现有的几种典型补偿方法所表现出的时延效应及相应的改进措施进行了分析和比较,并加以实验验证.     

有源滤波器控制延时的新型补偿方法

有源滤波器的控制对实时性要求很高,控制延时情况的存在对谐波治理效果影响较大,其中可控器件的死区效应和数字化控制器存在是延时的两个主要方面。本文首先分析延时对系统控制的影响,然后根据重复控制能够消除稳定闭环内所有周期性误差的特点,提出采用改进的重复控制技术进行补偿的方法来有效减小延时以提高系统整体性能的方案。仿真和实验结果验证了延时对控制的影响以及补偿方法的有效性。     

有源滤波器参考信号的一种新的校正方法

为改善控制延时对有源滤波器(APF)补偿效果的影响,本文从分析数字化有源滤波器产生延时的原因出发,建立了APF控制系统的传递函数模型。用MATLAB对该传递函数进行频域特性分析可以发现,延时不但造成了输出参考电流相位的滞后,而且还对其幅值产生了影响;同时,由于延时的存在,系统电压的量测精度对参考电流的影响也是不可忽略的。在以上分析结果的基础上,本文提出了一种从参考电流的幅值和相位入手,对控制系统延时进行补偿的策略,并且兼顾系统电压量测精度对参考电流的影响。现场实验充分验证了该补偿策略的正确性和易用性。     

Analysis of current controllers for active power filters using selective harmonic compensation schemes

This paper presents a frequency response analysis of current controllers based on selective harmonic compensation schemes for three-phase voltage–source shunt Active Power Filters (APFs). To perform this analysis, the time delay introduced by the inverter and the sampling is taken into account in the current controller closed loop transfer function. Doing this, the differences among the schemes are pointed out, demonstrating the importance and effectiveness of the delay compensation to maintain the whole system stability. In addition, the performance of each current controller is evaluated by means of the total harmonic distortion of the mains line current and time response for fast load variations. The main goal is to identify the most suitable solution in terms of current controllers based on selective harmonic compensation for an industrial implementation. All the considered current control schemes have been tested on the same digital platform. Experimental results are presented for a 25-kVA shunt APF prototype compensating a nonlinear inductive load. Copyright © 2009 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.