有源电力滤波器重复控制方法的改进研究

变频器、整流器等各种非线性电力电子器在煤矿供电系统中广泛使用,导致电网谐波问题日益突出。在电力系统中安装有源电力滤波器等装置可以地抑制谐波进而改善电网电压电流畸变情况。由于煤矿系统电网有其自身独特的复杂情况,对有源电力滤波器的稳态性能和动态性能有很高的要求。为了兼顾有源电力滤波器的动态性和稳态性,针对有源电力滤波器控制部分采用改进重复控制和PI控制并联的方式增强补偿效果。在传统重复控制器中引入无差拍控制,利用无差拍控制的超前计算误差的特性提高重复控制器的响应精度,仿真结果验证了该方法的可行性。     

基于滑模控制器的指定次谐波补偿方法

随着工业现场大量非线性负载的应用,电网电流波形畸变日益严重,提出了一种基于滑模控制器的有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)指定次谐波补偿方法。该方法首先利用坐标变换计算APF的参考电流,并通过将状态预测观测器引入到离散滑模控制器中,实现对系统状态参数的超前一拍预测,降低系统延时的影响。通过实验验证了该方法的正确性和有效性。     

新谐振调节器谐波分析检测机理仿真研究

提出了一种基于谐振调节器改进的瞬时无功功率ip-iq谐波电流分析检测法,大大提高了检测精度与实时性,将其推广应用于有源电力滤波器谐波检测环节,当负载突变、电压畸变及频率波动不同工况时,该方法瞬时响应速度快,实现了零稳态误差,并提高了检测算法执行速度,得到补偿后电网电流畸变率低,APF动态跟踪性能更好。     

基于滑模控制的谐振阻抗型混合有源滤波系统控制技术

基于滑模控制原理,针对矿用谐振阻抗型混合有源滤波系统（RITHAPF）控制技术进行深入研究,并对电网进行无功补偿和谐波抑制。利用开关函数建模法进行系统建模,给出RITHAPF的数学模型。通过对RITHAPF的等效模型的分析推导,提出了RITHAPF系统的收敛和稳定判据。结合离散指数趋近律对离散滑模控制的影响,将连续系统的指数趋近律方法推广到离散系统,证明离散指数趋近律滑模控制对系统摄动和外界干扰依然具有鲁棒性。进一步根据有源电力滤波器的离散数学模型,设计滑模离散数学模型。基于趋近律离散滑模变结构控制设计有源部分的电流跟踪控制器。结果表明,采用滑模控制的谐振阻抗型混合有源滤波器对矿用直流提升系统6 kV母线的无功功率和谐波电流补偿效果良好。     

矿用并联混合有源电力滤波器的研究

针对煤矿供电网需要实时动态地补偿电网中瞬态变化的谐波电流,提出一种基于空间电压矢量脉宽调制技术的控制策略;设计了一种适用于煤矿供电网的并联混合有源电力滤波器(PHAPF)的拓扑结构,并对拓扑结构的控制策略进行了研究,控制策略直接影响到有源电力滤波器的滤波性能。混合有源电力滤波器的有源电力滤波器经过三相耦合变压器,串接LC串联谐振无源滤波器,降低有源滤波器的容量和承受的基波电压。通过理论分析和Matlab仿真,验证了混合有源电力滤波器的控制策略能够提高煤矿供电网的电能质量。     

并联型三相矿用有源电力滤波器滑模谐振控制

为了提高矿用有源电力滤波器的补偿能力,提出了一种基于滑模谐振控制器的有源电力滤波器控制策略。根据d-q坐标系的电流方程采用滑模控制理论设计了电流环滑模控制器,同时针对三相不控整流电路产生的含量较高的正序7次谐波分量及负序5次谐波分量,利用改进谐振控制可实现正弦波信号的零稳态误差跟踪,并在滑模控制的基础上并联谐振控制,从而提出一种滑模谐振控制算法。与传统PI控制相比较,仿真结果验证了所提方法的有效性和优越性。     

基于神经网络PID控制的有源电力滤波器的研究

针对有源电力滤波器非线性、时变及变参数等特点,设计出一种基于BP算法的神经网络PID控制器。该控制器将神经网络和PID控制策略相结合,兼顾传统PID控制器结构简单、容易实现等优点,以及神经网络自学习、自适应及逼近函数的能力,不断优化PID控制器的控制参数,最终能够获得一组最优的控制参数来满足当前的工况。仿真结果表明:相比于常规PID控制器,神经网络PID控制器的响应速度更快、控制精度更高,同时电网电流的谐波畸变率更小,获得了令人满意的控制效果。     

自适应有源滤波器在矿区配电网中的应用研究

针对目前有源滤波器应用于矿区谐波治理时电网频率适应能力较低的问题,针对定采样点数字控制系统提出了一种具有频率自适应能力的谐振控制策略。该策略不仅可以实现对电网频率波动的自适应,提高滤波器补偿效果,而且不需要在线对控制器参数进行更新,算法简单。最后通过实验验证了所提方法的可行性和有效性。     

低压配电室电网谐波分析及治理

随着电力电子技术的发展和广泛应用,供电系统中增加了大量的非线性负载,引起了电网电流、电压波形的畸变,高次谐波显著增加,成为电网中的"公害".结合实际对低压配电室谐波电压、电流及分布进行了实测,提出了采用动态混合有源滤波器进行改造的方案,并给出了具体的计算.     

基于自然软开关变流技术的并联型HAPF结构研究

为降低有源电力滤波器的逆变器损耗,并联型HAPF结构在动态补偿电网谐波的过程中,将自然软开关变流技术引入到HAPF中,其软开关条件是在拓扑自然换流时刻产生的,不依赖于谐振参数,也不存在由谐振因数带来的电流或电压应力问题。在控制算法上采用基于锯齿载波的空间电压矢量法,丰富了传统的PWM调制理论。通过Matlab仿真及系统样机实验表明,该并联型HAPF结构不仅补偿效果良好,而且使逆变器的开关频率实现了高频化,大大提高了系统效率。