并联型有源电力滤波器直流侧电压柔性控制策略

针对并联型有源电力滤波器的直流侧电压控制特点,提出了一种对直流侧电压进行柔性控制的并联型有源电力滤波器控制策略。该策略中,在直流侧电压控制部分引入反馈低通滤波器,削弱直流侧固有谐波对输出电流控制的影响;在电流控制的输出部分通过增加直流侧电压前馈系数,抵制在变换桥中可能引入的直流侧电压谐波影响。仿真结果表明直流侧电压柔性控制策略能够降低APF系统补偿后的电源电流总谐波畸变率,从而改善并联型有源电力滤波器的谐波补偿性能。     

基于中点电荷预估控制的三电平PWM整流器研究

研究了二极管箝位型三电平PWM整流器的基本原理,针对直流侧存在中点电位不平衡问题,提出了一种基于中点电荷预估控制的中点电位控制算法。建立了电网电压定向下三电平PWM整流器在d-q坐标系的数学模型,推导了平衡因子的精确计算方程,在简化三电平SVPWM算法的基础上,搭建了基于MATLAB的仿真模型,并进行了仿真研究,仿真结果验证了该算法的正确性和有效性。     

级联型有源电力滤波器的研究

把级联型变流器应用于有源滤波装置是实现大容量谐波补偿的重要途径。介绍级联型有源电力滤波器的基本原理,针对级联型拓扑结构基于瞬时无功功率理论改进了指令电流的计算,使其三相直流侧电压独立控制,满足有源电力滤波器运时对直流侧电压稳定性的要求。用载波相移—正弦脉宽调制(CPS-SPWM)实现电流跟踪控制,并对CPS-SPWM进行了数学分析,同时为了降低启动过程中直流侧电压和电流的过冲,设计一种直流侧预充电方案。最后通过仿真软件MATLAB/Simulink进行仿真验证设计可行性。     

基于预测电流控制的三电平并网变流器研究

概述并网用网侧变流器工作原理,分析其工作模式,探讨了基于只与开关频率相关的预测电流控制（PCFF）和电网电压前馈相结合的控制策略,该策略能够弥补三电平变流器直流侧电容电压不平衡的先天性缺陷,而且PCFF控制下的系统有快速的动态响应,特别易于数字化实现。构建仿真模型分析验证了控制策略的有效性和可行性。     

一种基于有源滤波与光伏发电的并网逆变器控制方法

文中提出了一种基于有源滤波与光伏发电的并网逆变器的控制方法,在并联型有源电力滤波器的基础上拓展了新能源发电功能,采用电压电流双环对并网逆变直流侧电压和系统电网输出有功电流进行控制。该并网逆变器既可以滤除负载的谐波和补偿负载的无功功率,也可以实现有功功率的有效传输,适于未来微电网中并网逆变器的应用研究。     

电容中点式有源电力滤波器数学模型及电流复合控制策略

三相四线并联型有源电力滤波器通常可用来补偿非线性负载所引起的谐波和无功电流,以及负载不平衡引起的负序或零序电流。本文描述了电容中点型三相四线有源电力滤波器在abc及dq0坐标系下的数学摸型,并由此给出了dq0同步旋转坐标系下的一种系统控制策略。由于有源电力滤波器指令为快速变化的交流谐波信号,传统的PI控制由于带宽有限,稳态精度较差。因此,提出了基于PI控制和重复控制并联的电流复合控制策略,利用重复控制对于周期扰动信号无差跟踪的特点来提高稳态精度,同时,PI控制又能保证良好的动态性能。仿真和实验结果验证该控制策略的可行性和有效性。     

双闭环矢量控制的并联型有源电力滤波器仿真研究

详细推导了三相三桥臂有源电力滤波器在同步旋转d-q坐标系中的数学模型,并根据此模型建立了基于电压外环和电流内环的双闭环PI控制系统,给出了具体控制策略。鉴于交流侧输出电感和直流母线电容的设计以往只依赖于经验,并没有考虑其对谐波补偿能力的影响,提出了一套输出滤波电感和直流母线电容参数设计的方法,仿真结果证明了控制策略的有...     

改进神经网络PID控制APF直流侧电压的研究

APF能够有效地动态抑制谐波,本文对APF的工作原理和数学模型进行了分析和研究,阐述了改进神经网络PID控制原理,并设计了用于控制APF直流侧电压的改进BP PID控制器。本文搭建了有源滤波系统对该方法进行了验证。结果表明改进神经网络PID控制在控制APF直流侧电压的可行性。     

电压不平衡时基于改进无差拍控制的VSC-HVDC系统

VSC-HVDC在电网电压不平衡情况下,输出功率及直流母线电压会产生二倍频波动,进而影响系统的稳定运行。文中研究了柔性直流输电系统在电压不平衡情况下的改进无差拍控制策略,该策略以瞬时有功功率波动分量为零为约束条件,推导了正负序参考电流表达式。针对传统无差拍控制算法存在的控制延时及对交流侧电感参数变化鲁棒性差的问题,提出了一种改进无差拍控制策略。该控制策略利用拉格朗日插值法预测出下一个采样时刻的参考电流;对电网电压进行了线性预测;对网侧电流进行了非线性预测。最后借助MATLAB/Simulink平台搭建相应的仿真模型,仿真结果证明了该控制策略的正确性和有效性。     

基于模糊控制的有源滤波器直流母线电压控制

针对传统直流侧电压控制方法存在超调量和静差较大的问题,设计了混合有源电力滤波器控制系统,建立了混合有源电力滤波器的系统模型,并针对直流侧电压控制设计了一套双模糊控制器,与传统直流侧电压控制方法相比,该控制方法具有超调小、响应速度快、静差较小的特点。仿真结果验证了该方法的正确性和可行性。     

Three-Level Inverter-Based Shunt Active Power Filter in Three-Phase Three-Wire and Four-Wire Systems

This paper presents a direct current-space-vector control of an active power filter (APF) based on a three-level neutral-point-clamped (NPC) voltage-source inverter. The proposed method indirectly generates the compensation current reference by using an equivalent conductance of the fundamental component using APF's dc-link voltage control. The proposed control can selectively choose harmonic current components by real-time fast Fourier transform to generate the compensation current. The compensation current is represented in a rotating coordinate system with chosen switching states from a switching table implemented in a field-programmable gate array. In addition, a three-phase four-wire APF based on a three-level neutral-point-clamped inverter is also presented. The proposed APF eliminates harmonics in all three phases as well as the neutral current. A three-phase three-wire NPC inverter system can be used as a three-phase four-wire system since the split dc capacitors provide a neutral connection. To regulate and balance the split dc-capacitor voltages, a new control method using a sign cubical hysteresis controller is proposed. The characteristics of the APF system with an LCL-ripple filter are investigated and compared with traditional current control strategies to evaluate the inherent advantages. The simulation and experimental results validated the feasibility of the proposed APF.      

有源滤波器多目标检测策略建模研究

针对有源滤波器多个控制目标的趋势,本文采用一种能在不对称和电网电压存在畸变条件下准确提取电网中谐波或无功电流的检测方法,并搭建了PSCAD仿真模型。该模型从矢量分析角度出发,通过对三相电网电压和电流矢量在d-q坐标系下进行投影变换,实现了谐波和无功电流任意组合的提取。仿真结果验证了多目标检测策略的检测精度,该多目标检测策略也大大简化了对多目标有源滤波器的控制策略设计,模型具有很强的实用价值。     

一种新型混合型有源电力滤波器的研究

提出了一种单相并联混合型有源电力滤波器的电路结构.该电路由有源滤波器与基波串联谐振支路并联再与无源滤波电路串联构成,用于抑制非线性整流负载产生的谐波电流流入电源侧.在该电路中,无源滤波器分担大部分抑制谐波和无功补偿的任务,减少了有源滤波器的容量;有源电力滤波器用于改善无源滤波器的滤波效果,抑制它与系统阻抗可能发生的谐振.实验结果表明,该混合型有源滤波器充分发挥了无源滤波器和有源滤波器各自优点,改善了无源滤波器的滤波性能,同时使有源滤波器不再承受基波电压,最大限度地减少了有源滤波器的容量,从而使有源电力滤波器可应用于大功率场合.     

并联型有源滤波器空间矢量预测电流控制

为了提高有源滤波器(APF)的电流跟踪性能,本文采用电压空间矢量预测电流控制方法。该方法在当前采样时刻预测下一采样时刻的指令电流,计算出APF在下一采样时刻的输出端参考电压,再利用电压空间矢量调制得出控制开关信号,以达到电流跟踪控制目的。仿真实验表明,该方法具有更好的电流控制效果。     

Novel Direct Current-Space-Vector Controlfor Shunt Active Power Filters Basedon the Three-Level Inverter

The growing number of electric drives with non-sinusoidal line currents has given increased interest in active power filters (APF), to avoid grid problems caused by harmonic distortions. In this paper, a novel direct current-space-vector control scheme (DCSVC) is presented for a three-level, neutral-point-clamped voltage source inverter, which is employed as an active power filter. The proposed method generates the compensation current reference indirectly generating an equivalent ohmic conductance for the fundamental component by means of the APF's dc-link voltage control. Based on the fast Fourier transform the compensation of the reactive fundamental current and selectable harmonics can be cancelled, confining the operation to only harmonic compensation and thus saving the APF's apparent power. The novel DCSVC, operating in synchronously rotating coordinates is implemented in a field programmable gate array, realizing the switching states from switching tables. The proposed control reduces the average switching frequency and thus, the switching power loss significantly, compared with a previous DCSVC, operating in stationary coordinates. Simulation and experimental results validate the feasibility and highly dynamic performance of the proposed control, both for harmonic and total non-active current compensation.      

并联型有源滤波器的死区效应及其补偿策略研究

分析了三相四线制有源电力滤波器中逆变器的死区效应对其补偿性能的影响,研究了电流反馈控制和无死区控制两种补偿策略用于上述有源电力滤波器死区补偿的可行性,并通过仿真对两种方法的补偿效果进行比较.结果表明,两者均能有效补偿死区效应的影响;但在实现的难易程度和成本方面,无死区控制策略有一定优势.     

基于单片机的有源电力滤波器控制算法的研究

有源电力滤波器的控制是影响其性能的重要因素,它主要是指令电流分离技术及控制算法的应用。为提高APF谐波检测速度和运行精度,通过对指令电流检测技术控制算法的讨论,分析了其对于APF系统性能产生的影响,采用补偿奇次谐波分量的方法,合理选择采样点的位置,提高了AFP系统的性能。     

并联型有源电力滤波器指定次无静差控制策略

为提高有源电力滤波器的补偿性能和动态响应,本文提出了一种基于同步旋转坐标系下的有源电力滤波器的新型的控制策略,通过与某指定次谐波频率同步旋转的旋转坐标变化,将该次谐波变成直流量进行PI调节,实现指定次谐波的检测和控制,然后反变换到与基波同步旋转的坐标系下进行指令的综合和PI再调节,理论上可以实现对任意指定次谐波的无静差补偿,与传统的电流环控制方法相比,补偿精度显著提高,动态响应好,在负载变化剧烈的场合具有明显的优势,也可以对非线性负载产生的谐波和无功电流进行全部补偿,以达到灵活补偿的目的。在改进的控制算法中可以灵活加入相角补偿,以补偿系统的检测环节和电流控制环引入的固有时延。理论分析和试验结果证明了提出的控制策略的优越性。     

A novel shunt hybrid active power filter based on magnetic flux compensation

In this article, the principle of a novel shunt hybrid active power filter (APF) based on magnetic flux compensation is proposed. The parallel transformer can exhibit nearly zero impedance to harmonic current whereas the zero magnetic flux condition is satisfied for harmonics, which leads harmonic current to flow into the transformer branch. Meanwhile, the transformer can exhibit continuously adjustable impedance to the fundamental current based on fundamental magnetic flux compensation, which works together with the passive power filter to compensate for reactive power. A mathematical model is established for system stability analysis and steady state estimation. The experimental results verify that the performance of the proposed APF is satisfactory in harmonic suppression as well as reactive power compensation.