瞬时无功功率理论在配电网电能质量控制中的应用

随着电力电子设备使用的增长,电力系统中的谐波污染越来越严重,有源电力滤波器被认为是改善谐波污染、提高电能质量的有效方法.提出了一种基于并联型有源电力滤波器改善配电网电能质量的控制策略.首先阐述了三相四线制配电网中补偿的原理;然后运用瞬时无功功率理论的ip-iq法进行谐波电流的检测;最后采用改进了的三角波脉宽调制进行补偿电流的控制.利用Mat lab软件作为仿真平台,仿真实验证明了所提出控制策略的有效性.     

有源电力滤波器的控制策略综述

随着电力电子装置的广泛应用,大量的谐波和无功电流注入电网,引起电网污染,造成电能质量问题日益严重.有源电力滤波器(active power filter,APF)是补偿电力系统谐波及无功功率的重要装置,其控制的实时性和准确性是实现有效补偿的一个关键.介绍了几种适合于有源电力滤波器的谐波电流检测方法和补偿电流控制策略的基本原理,进行了对比分析,并指出了它们各自的优缺点.控制策略的不断发展可使有源滤波器获得更好的性能和更广泛的应用.     

电力有源滤波器的技术现状

采用现代电力电子技术、数字信号处理技术和先进控制理论的电力有源滤波器(APF)技术对电网谐波可进行动态实时补偿,是解决谐波污染、改善电能质量最有效和最具潜力的途径.介绍了电力有源滤波器的基本结构和原理,讨论了电力有源滤波器的各种谐波电流检测和补偿电流控制方法.     

基于瞬时无功功率理论的APF谐波补偿能力的仿真研究

随着电力电子器件的大规模应用,其所具有的非线性特性给电力系统电能质量带来了诸多隐患,电力谐波就是其中之一.有源电力滤波器APF可以用于动态谐波抑制和无功补偿,具有显著地抑制和实时补偿效果.本文详细介绍了基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法和控制策略,在MATLAB仿真环境下搭建并联有源电力滤波器模型,并对对该种滤波器的补偿能力进行仿真分析研究.     

考虑区域协调的SAPF分布式谐波动态优化治理

针对电力电子化趋势下配电网谐波污染所呈现的全网化、波动性及叠加污染等问题,提出从系统层面建立多补偿装置的分布式协调治理策略。首先,以配电网节点间的谐波电压、电流耦合作用为依据,应用凝聚型分层聚类算法优化并联有源电力滤波器的安装地点。其次,根据数据驱动的思想,运用关联度数据分析和粒子群优化方法来处理电能质量监测数据,在线动态划分并联有源电力滤波器治理区域,建立并联有源电力滤波器区域优化治理模型。最后,通过仿真验证了所提策略的有效性。     

基于dq变换及占空比控制策略的有源电力滤波器设计

在理想或不理想的电压供应下,由于电力系统中非线性负载和无功功率补偿产生的谐波电流,提出一种设置有源电力滤波器的参考补偿注入电流控制策略。基于dq变换及占空比控制策略的有源电力滤波器能检测到谐波电流并进行补偿,Simulink仿真表明提出的控制策略能补偿谐波电流和保持电流源的正弦性。     

一种基于单位功率因数控制的有源电力滤波器

为解决谐波污染、改善电能质量,采用基于单位功率因数的控制方法,提出了一种只需检测系统侧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,直接控制系统侧电流为与电网电压同相的标准正弦波的控制方法,其补偿电流的控制策略采用比例积分控制和三角波调制。按照H桥逆变器的单极性脉宽调制的主电路研制了一台高性能的5kVA单相有源电力滤波器实验样机。理论分析、仿真及实验结果证明该有源电力滤波器可同时实现补偿负载无功及谐波电流,控制简单且具有良好的动态性能。     

统一电能质量控制器的建模与仿真

统一电能质量控制器可同时补偿电网畸变电压和抑制负载谐波电流。为此,构造了一种基于反向传播算法的三层前馈神经网络用来检测并联型有源电力滤波器的谐波电流,离线训练收敛后实现在线功能,对串联型有源电力滤波器谐波电压检测采用了畸变电压参考量比较检测方法;建立了统一电能质量控制器的系统仿真模型,利用其对各种电能质量问题的补偿性能进行了仿真研究,并对补偿前后负载和电源电流/电压进行了频谱分析。研究结果表明,统一电能质量控制器集电压补偿、电流补偿于一体,可有效实现多重电能质量调节功能。     

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。     

高压配电网电能质量综合补偿系统

提出了一种具有谐波与无功综合治理功能的高压配电网电能质量综合补偿系统,该系统主电路由注入式混合型有源电力滤波器(IHAPF)和晶闸管控制电抗器(TCR)组成。首先分析了系统的基本工作原理,并对高压配电网电能质量综合补偿系统的谐振抑制特性进行了研究;其次,对高压配电网电能质量综合补偿系统的控制方法进行了研究,提出了电压、电流双闭环的控制方法实现谐波与无功的综合动态治理;最后,对高压配电网电能质量综合补偿系统的整体性能进行了仿真和实验验证,结果表明该系统可以有效地实现谐波与无功的综合动态治理,并适用于配电网,达到高品质节能的目的。     

基于HAPF的中低压配电网谐波治理研究及应用

随着非线性电力负荷的增加,中低压配电网谐波问题愈来愈严重,对电能质量和电网安全均带来了较大影响。本文分析了中低压配电网的谐波问题,其谐波源主要为电力变压器、静止无功补偿装置SVC、炼钢电弧炉、整流装置、电气化铁路和家用电器。混合有源电力滤波器(HAPF)是解决中低压配电网电能质量谐波问题、补偿无功的最有效设备。文章进一步阐述了一种含基波串联谐振电路,减小逆变器输出容量的混合有源电力滤波器结构及其工作原理。基于瞬时无功功率理论的Ip-Iq谐波电流检测法和滞环比较PWM控制原理的应用,有效的提高了检测和控制精度。在PSIM下建立了混合有源滤波器模型,通过仿真分析和工程应用可知谐波治理和补偿达到了理想效果。     

基于重复控制的三相4线制有源电力滤波器研究

采用三相4线制有源电力滤波器解决电网中谐波、无功功率和三相不平衡等电能质量问题.介绍了三相4桥臂有源电力滤波器主电路结构,以及基于瞬时无功功率理论中的ip-iq谐波检测方法.采用重复控制策略进行补偿电流控制,并通过Matlab仿真设计重复控制器的参数.采用这种方案可以有效补偿三相4线制系统中的谐波、负序和零序电流,实验结果证明了所提方法的有效性.     

光伏并网配电系统谐波治理的分析与研究

为了补偿光伏并网配电系统中谐波电流,采用矢量静态坐标转换和最大功率点跟踪电压控制相结合的方法,引入有源电力滤波器进行谐波电流检测和补偿,并在光伏发电的试验平台上进行试验.试验结果表明,光伏发电系统的配电网中引入有源电力滤波器能够适时、准确地补偿电流,稳定电压,保证电能质量.     

基于直接功率控制的并联有源电力滤波器

三相三线并联有源电力滤波器能够实时的补偿谐波电流和无功电流.目前,并联有源电力滤波器的补偿原理大多是补偿电流跟踪检测出的参考谐波电流.在分析以往的补偿原理之后,提出了把检测出的谐波功率作为参考功率信号,然后,采用直接功率控制方法,设计有源电力滤波器的控制器,使滤波器的输出的谐波功率跟踪参考功率,从而达到消除谐波的目的.仿真试验结果表明,采用这种控制策略设计出的有源电力滤波器具有良好的谐波补偿效果.     

基于灰色预测理论的并联型混合电力有源滤波器研究

并联型混合有源滤波器应用于电力系统可以动态抑制电网谐波,但由于有源滤波器控制延时影响而无法进行完全电流补偿.提出采用灰色模型来实现无时延预测控制,并将其应用于并联型混合有源滤波器有效补偿非线性负载中的谐波电流.文中具体分析了并联型混合电力有源滤波器的谐波检测原理、灰色预测控制策略及PWM滞环比较控制策略,在EMTDC平台建立基于灰色预测控制策略的并联型混合有源滤波器仿真模型进行测试,仿真结果表明采用灰色预测控制策略的并联型混合有源滤波器有较好的谐波抑制和无功补偿的性能.     

基于灰色预测理论的并联型混合电力有源滤波器研究

并联型混合有源滤波器应用于电力系统可以动态抑制电网谐波,但由于有源滤波器控制延时影响而无法进行完全电流补偿。提出采用灰色模型来实现无时延预测控制,并将其应用于并联型混合有源滤波器有效补偿非线性负载中的谐波电流。文中具体分析了并联型混合电力有源滤波器的谐波检测原理、灰色预测控制策略及PWM滞环比较控制策略,在EMTDC平台建立基于灰色预测控制策略的并联型混合有源滤波器仿真模型进行测试,仿真结果表明采用灰色预测控制策略的并联型混合有源滤波器有较好的谐波抑制和无功补偿的性能。     

并联型有源电力滤波器的Matlab仿真研究

有源电力滤波器用于动态谐波抑制和无功补偿,可以有效地改善电网质量,其主要由谐波电流检测和谐波补偿两部分组成。详细分析了并联型有源电力滤波器的结构及工作原理,采用基于瞬时无功功率理论的ip-iq谐波电流检测方法和三角载波电流跟踪控制方法,利用Matlab软件的Simulink模块对有源滤波器进行了系统建模,并进行了仿真研究。仿真结果表明,仿真模型能够实时检测系统中所含谐波电流,并进行补偿,可以很好地起到动态抑制电网谐波的效果。     

分布式电源参与的配电网电能质量控制策略研究

考虑到并网逆变器与有源电力滤波器在拓扑结构、使用功能以及控制方法上的相似性,提出了一种将并网发电与电力有源滤波相结合的统一控制策略。在详细分析统一控制系统结构与工作原理的基础上,从谐波与无功电流检测、电压与电流控制等方面进行分析设计,实现了在dq旋转坐标系下对系统的统一控制。该控制策略使并网逆变器在并网发电的同时也能进行谐波抑制与无功补偿,不仅充分发挥了分布式发电的优越性,而且改善了电网的电能质量。最后通过仿真验证了该控制策略的有效性与可行性。     

APF在高速电机谐波抑制中的应用

以提高电网侧电能质量与利用率并降低高速电机输出转矩脉动为目的,采用并联型有源电力滤波器应用于高速电机谐波抑制的应用研究。根据电机控制系统中谐波电流变化的特点,针对传统PI控制策略在有源电力滤波器中存在补偿精度不高的问题,同时针对谐波信号周期性变化的特点,采用将PI与重复相结合的复合控制方式应用于谐波电流的控制。保证有源电力滤波器的动态性和稳定性,详细分析了复合控制的设计思路,并仿真搭建了APF系统模型,同时用实验样机验证了该思路的有效性,仿真和实验结果表明该复合控制能够有效降低电流畸变率,明显改善滤波效果。     

混合有源电力滤波器的新型电流迭代学习控制

混合有源电力滤波器可以动态抑制电网谐波电流和补偿容性无功功率,改善电网电能质量。针对传统PI型迭代学习控制算法在并联有源电力滤波器应用中的不足,算法收敛性严重依赖于学习控制的初始输入,迭代学习控制器的参数是定常值,会影响有源滤波系统的控制性能。本文提出一种新型PI迭代学习控制算法,将其应用于混合有源电力滤波器系统的电流反馈控制中,得到了应用迭代算法的收敛性条件,并采用一种改进的Ziegler-Nichols方法对控制器参数进行了优化,以提高系统的控制精度。为了提高系统的动态响应性能,提出一种谐波电流误差的反馈-前馈控制策略,其中电流误差信号的D型前馈控制环节用于实现滤波器系统的电流快速补偿,同时利用一个三层BP神经网络对前馈控制增益进行优化。仿真和实验结果证明了该迭代算法及控制策略的可行性与有效性。