基于T型APF的三相整流器及其控制策略

提出一种基于T型有源滤波器(APF)的三相整流器拓扑结构,给出了系统主电路参数设计方法,建立了T型APF的数学模型,设计了两种控制策略并进行了比较研究,即仅采用系统电流反馈控制策略和系统电流反馈控制与负载电流前馈控制相结合的控制策略.采用PSCAD/ EMTDC对两种控制策略进行了仿真分析,并进行了实验验证.仿真和实验结果的一致性表明,本文提出的拓扑结构是可行的,提出的控制策略是有效的.     

一种新型有源电力滤波器及其控制策略研究

有源电力滤波器(APF)可以有效地抑制谐波、改善电能质量.针对传统APF容量过大的问题,采用了一种新型APF拓扑结构,该拓扑由传统的APF和LC无源滤波器构成.通过对该拓扑电路性能的分析,建立了系统的数学模型,提出了一种电容电流反馈方法.采用多同步旋转坐标系的指定次谐波电流控制策略,提高系统的性能和稳定性.通过仿真和实验验证了所提理论分析和研究结果的有效性.     

三相三线并联型有源电力滤波器并联控制

针对有源电力滤波器（APF）在大功率领域应用的问题,提出了一种适合于三相三线APF的并联运行策略,根据APF自身容量用优化输出方式补偿谐波电流,以达到大容量APF多补偿、小容量APF少补偿的目的,保证了多台APF并联运行的可行性和安全性。在此基础上提出了APF的并联控制策略,根据实际负载谐波电流投切APF。仿真和实验证明了基于容量极限负载按比例分配的有效性,以及协调控制策略在多台APF并联运行时的可行性。     

有源电力滤波器的并联运行及其控制策略

为了解决有源电力滤波器（APF）补偿大容量谐波电流的问题,对多台APF的并联运行进行了研究,并提出了一种基于均流和限流方案的并联控制策略。该方法既保证了有源电力滤波器补偿谐波电流的动态性能,又具有较高的可靠性。提出的并联系统可以很好地实现容量扩展,并且能够实现热插拔。Matlab仿真结果验证了该方法的可行性。     

并联型有源电力滤波器限流补偿策略研究

分析了系统突变情况时并联型有源电力滤波器(APF)发生过流的状况,从参考电流角度提出了截断限流和比例限流2种控制策略。前者将原参考补偿电流作比较限幅处理,得到新的参考电流;后者比较上周期参考补偿电流及APF最大允许补偿电流,得到一比例系数,参考该系数,得到本周期内新的参考电流。这2种方案都只对参考电流进行处理,控制实现简单,能充分利用APF的补偿能力,使小容量APF可安全运行于大谐波容量的系统中。就实现的复杂性、安全性及补偿效果而言,前者优于后者。最后,通过仿真研究验证了2种方案的可靠性和有效性。     

有源电力滤波器谐波及无功电流检测的不必要性(二)——仿真及实验

在经理论分析得出经典有源电力滤波器(APF)中的谐波及无功电流检测不是必需的结论的基础上,推出经典APF电流控制策略与电源电流直接控制策略之间的等效关系.在经典控制方案基础上,省掉了负载和APF电流检测单元以及谐波及无功电流或基波有功电流运算单元,保留了经典APF中的电容电压控制器和电流控制器,提供了一个廉价而高性能的APF控制方案.最后对基于上述两种控制策略的APF进行了仿真研究,并用电源电流直接控制方案开发了一台单相APF实验样机.仿真和实验结果验证了理论分析的正确性.     

矢量模式单周控制三相三线制三电平有源电力滤波器

为克服由于开关器件容量小而导致有源电力滤波器(APF)功率受到限制的问题,提出了一种基于矢量模式单周控制的三相三线制三电平APF,APF主电路采用二极管箝位型三电平拓扑结构,控制策略采用0°～360°区间矢量模式单周控制,以减小APF开关应力和损耗,实现用低耐压开关器件提高APF功率等级。对所提出的APF等效开关模型和平均模型进行了分析,在此基础上推导出统一控制目标方程,根据此方程建立了系统仿真模型,并详细分析了系统稳定性和PI调节器设计。最后,分别对APF工作于三相电源平衡和不平衡时的情况进行了仿真研究,仿真结果表明所提出的APF能有效地补偿系统谐波和无功电流,提高输电线功率因数和传输效率,验证了所提出的控制方法的可行性和有效性。     

大容量并联有源电力滤波器的模块化控制策略

针对大容量非线性负载谐波补偿问题,提出了基于自适应谐波检测算法的有源电力滤波器(APF)模块化控制策略。自适应谐波检测算法不仅可以抑制非正弦电压对电流检测的影响,而且能够快速跟踪谐波电流。基于容量的比例均流控制策略具有补偿灵活,易于实现冗余控制的优点;当补偿量超过装置容量时,根据自身容量对谐波进行补偿。最后对模块化并联系统进行了稳定性分析。理论分析和仿真结果表明,所提出的APF模块化控制策略适合于大容量谐波补偿,并且可以提高系统的稳定性和安全性。     

基于预测控制的并联有源电力滤波器研究

采用预测控制方法对并联有源电力滤波器(APF)电流环进行了分析和研究.通过分析并联APF的数学模型,推导出了应用于电流预测控制的内部模型结构,并根据预测控制理论对并联APF中电流预测控制的各个环节进行了分析,得出电流预测控制规则.该方法克服了系统中存在的不确定性,提高了APF的控制精度和鲁棒性.对电流预测控制进行的仿真和实验结果证明,该方法是正确、可行的,且具有较高的精度和较好的动态响应性能.     

三相四线三电平APF并联运行有源阻尼方法

由于滤波性能良好,电感-电容-电感(LCL)滤波器被越来越广泛地应用于有源电力滤波器(APF)。对于单台应用的APF来说,一般采用基于并网电流反馈的有源阻尼方法衰减LCL滤波器的谐振尖峰。然而,在多台APF并联运行以提高补偿容量的场合,传统的有源阻尼方法抑制谐振的效果会显著降低,甚至造成系统无法正常运行。本文在推导并联运行APF的LCL滤波器等效模型的基础上,提出一种新型有源阻尼方法。该方法根据系统并联台数对有源阻尼控制器参数进行自适应调整,提高了APF并联运行系统参数的鲁棒性和系统的稳定性。在3台三相四线三电平APF并联运行系统上的仿真和实验结果验证了所提出方法的有效性。     

变频电网有源电力滤波器的无源控制策略

为了提高变频交流电网的电能质量,针对变频电网有源电力滤波器的复杂工作环境,提出一种基于无源控制理论的具有频率和不确定参数自适应性,带有L2增益的控制策略。该方法首先在考虑了不确定参数、外界干扰和电网频率变化等因素的情况下,建立了非自治有源电力滤波器系统的EL平均化模型。在此基础上,设计了包含不确定参数自适应控制律、L2增益控制律及频率自适应指令电流产生方法的自适应鲁棒控制器,并证明了整个非自治误差伴随系统的稳定性。将提出的方法在变频电网有源电力滤波器系统中进行了仿真验证,并与两种同类典型方法作了比较。理论分析和仿真对比结果表明所提方法在变频电网复杂工况下,能确保并联有源电力滤波器系统的跟踪和补偿效果,而且具有鲁棒性强、频率自适应等优势,具有一定实用价值。     

dSPACE控制的三相四线有源电力滤波器

采用基于dSPACE控制的三相四线有源电力滤波器实现电网谐波的集中抑制方案.提出基于dSPACE的实时仿真,实现对有源电力滤波器(APF)的电流电压采样,补偿电流基准的检测计算,以及高性能的恒频滞环电流控制和直流侧电压的PI稳压调节,提高APF控制算法以及参数调试的效率.基于MATLAB的仿真和基于dSPACE的实验结果证明,采用新型检测算法和控制的三相四线有源滤波器能对电网电流进行集中净化,具有良好的补偿效果,证实了基于dSPACE控制的APF的可行性和正确性.     

三相APF的切换系统建模与二次最优控制

为提高三相有源电力滤波器(active power filter,APF)的动态控制性能,本文基于PWM原理提出一种三相APF的等效离散切换系统模型(equivalent discrete-time switched linear system,EDSLS),经平衡流形邻域线性化后得到其线性离散系统模型(linear equivalent discrete-time switched linear system,LEDSLS),最后针对该模型设计了能够实时跟踪补偿指令电流的二次线性最优控制器。该控制器以PWM占空比为控制量,物理意义明确,易于工程实现,并具有潜在的应用价值。仿真结果证明了该系统模型的正确性,设计的控制器可有效提高三相APF的动态性能。     

有源电力滤波器谐波检测与补偿在采油平台电网的应用研究

针对采油平台电网谐波检测和补偿的不足,提出基于瞬时无功功率理论的检测方法,并对该方法进行分析。仿真和试验证明,该检测法不仅动态响应速度快,而且精度好。对于补偿控制策略,建立了并联型三相三线制有源电力滤波器的数学模型,对空间电压矢量PWM控制基本原理进行研究。仿真和样机结果表明,基于空间电压矢量PWM技术的补偿电流控制方法的补偿效果最佳。     

基于广义预测的三相四线制APF控制策略研究

针对有源电力滤波器(APF)系统自身同有延时造成APF补偿性能下降问题,提出了一种基于广义预测控制(GPC)策略。根据GPC理论,设计了三相四线制APF预测控制结构模型,建立了APF的受控自回归积分滑动模型。在此基础上讨论GPC预测控制器的设计方法,实现了对三相四线制APF电流的预测控制。设计了最优控制规律。仿真试验结果表明,广义预测控制具有较好的跟踪能力,克服了系统延时造成的网侧电流存有毛刺的现象。     

有源电力滤波器输出电感的最优选取

有源电力滤波器作为消除谐波的新型电力电子装置,能有效提高用户的电能质量。其设计过程中参数的选取,直接关系到装置的补偿性能,尤其是输出电感的选取,是决定系统响应速度和补偿效果的关键。通过αβ变换,建立了有源电力滤波器的数学模型。根据数学推导分析的结果,获得输出电感的选取范围。并以总谐波畸变率最小为目标,在给出范围内通过数字仿真,获得输出电感的最优值。由分析计算得出的输出电感选取范围,能够有效避免有源滤波器在设计过程中输出电感选择的盲目性,并可以根据系统中的具体参数,选取输出电感值,提高补偿谐波性能。     

两种有源电力滤波器直接功率控制方法的分析与比较

为实现有源电力滤波器(APF)的高性能控制,提出了两种APF直接功率控制策略,即基于谐波检测和基于无谐波检测的APF直接功率控制。仿真试验证明,相对于基于谐波检测的APF直接功率控制,基于无谐波检测的APF直接功率控制具有更好的谐波抑制效果和动态性能。     

三相并联型有源电力滤波器的仿真研究

分析了三相并联型有源电力滤波器的系统结构和工作原理,介绍了基于三相瞬时无功功率理论的指令电流计算方法和主电路的控制策略,在此基础上建立了有源电力滤波器的仿真模型,并在MatLAB／Simulink平台上对该模型进行了仿真。仿真结果表明谐波计算方法正确,主电路控制策略合理,所设计的有源电力滤波器能够有效地抑制谐波电流,显著提高了电能质量。     

基于统一数学模型的三相四线有源电力滤波器的电流滞环控制策略分析

提出一种三相四线并联有源电力滤波器(APF)主电路统一的拓扑结构，三桥臂电容中分拓扑和四桥臂拓扑都是该拓扑结构的一个特例。建立了三相四线并联APF统一的数学模型和性能评价指标体系。在此基础上，文中分析了三相四线并联APF应用电流滞环控制策略时的性能，得出了各桥臂输出电流相互干扰的机理，并对两种电流滞环控制进行了比较，通过具体的仿真计算验证了所得到的结论。该文的理论推导和所得结论为改善三相四线并联APF应用电流滞环控制时的性能提供了较好的理论基础。     

滑窗迭代DFT法APF直流侧稳压控制研究

有源电力滤波器(APF)是抑制电网谐波的新型方法,其补偿性能主要取决于谐波检测环节和控制环节,同时直流侧稳压控制是APF正常工作的前提。引入滑窗迭代DFT谐波电流检测方法;提出一种稳压电流各相均分的直流电压控制策略;从功率平衡的角度分析了电压环PI调节器参数设计方法。建立仿真模型及设计实验样机,仿真和实验均验证了滑窗迭代DFT法谐波检测的快速性和精确性,以及所提直流侧稳压控制策略的正确性。