改进的有源电力滤波器三角波脉宽调制电流控制方法

在分析有源电力滤波器APF(Active Power Filter)数学模型的基础上．提出了改进的三角波脉宽调制电流控制方法。与传统方法相比,通过在输出指令电压中增加一个与电源电压瞬时值成正比的量,抵消了电源电压对输出指令电压的干扰作用．提高了APF输出电压的准确性,使APF的实际输出电流能够更加精确地跟踪指令电流的变化．从而有效地减小了输出电流误差的脉动范围．这也有利于减小有源电力滤波器的工作损耗和整机容量。仿真结果对比验证了采用改进控制方法的APF比采用传统控制方法的APF的输出电流误差范围小。     

一种改进的电流控制方法在有源电力滤波器中的应用

给出了并联型有源电力滤波器系统简化数学模型,详细探讨了有源电力滤波器中常采用的三角波脉宽调制电流控制方法,在此基础上提出了一种改进的三角波脉宽调制电流控制方法。通过理论推导得出,在传统控制方法的输出指令电压中增加了一个与电源电压瞬时值成正比的量,提高了变流器输出电压的准确性,使APF实际输出电流能够精确地跟踪指令电流的变化。论文给出了这两种电流控制方法的 Simulink仿真结果,通过比较仿真结果验证了改进的三角波脉宽调制电流控制方法在谐波补偿效果和电流控制精度方面更有优越性。     

有源电力滤波器自校正预测控制方法

提出了基于预测控制和空间矢量调制的有源电力滤波器输出补偿电流控制方法.利用外推拉格朗日插值法对有源电力滤波器输出电压进行线性预测,并对其引入校正因子,得出了基于自校正的无差拍指令电压计算模型,以实现对输出补偿电流的闭环无差拍控制;随后在对指令电压进行空间矢量调制过程中简化传统的矢量定位方法,并优化空间矢量的作用时序以降低功率器件的开关损耗.在电网电压不对称且存在畸变条件下的理论分析和仿真结果证明该方法能有效的跟踪指令电流的变化.以此为基础设计一套三相并联型有源电力滤波器,并在10 kV电力系统试运行,实验结果验证了该控制方法的有效性.     

三相并联型有源电力滤波器预测直接功率控制

针对传统直接功率控制开关频率不固定的问题,提出一种电网平衡条件下有源电力滤波器的预测直接功率控制策略.以有源电力滤波器交流侧输出电压为控制对象,通过一定的预测算法计算出有源电力滤波器交流侧参考输出电压,以保证瞬时功率跟踪功率参考值.利用空间矢量脉宽调制( SVPWM)方法控制有源电力滤波器的交流侧输出电压跟踪该参考电压.仿真比较分析,预测直接功率控制比传统直接功率控制具有更优越的谐波抑制效果.研制了实验样机证明了所提出的预测直接功率控制方法的正确性和可行性.     

有源滤波器电流跟踪控制的一种新方法

在采用有源电力滤波器(APF)消除谐波的过程中,由于滤波器的检测精度有限、指令电流计算延时和输出滤波器相移等因素的影响,传统的PI控制滤波效果不够理想.针对APF电流跟踪控制问题,提出了一种基于PI型学习律的迭代学习控制算法,通过实施遗忘因子学习律增强系统鲁棒性的同时,引入了在最优目标选择下模糊参考电流误差的D型学习律前馈环节,提高了系统的跟踪精度.仿真与现场运行结果都证明了该控制方法具有谐波电流跟踪效果好、计算量小、易于工程实现等特点.     

双闭环SVPWM控制的并联型有源电力滤波器仿真研究

给出了三相电压型PWM逆变器的数学模型,通过解耦得出一种新型快速双闭环电流控制策略,并将其用于有源电力滤波器（APF）电流控制系统。分析了电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）的基本原理,与正弦波脉宽调制（SPWM）相比,该方法提高了控制精度,减少了开关损耗,直流侧电压利用率高。仿真结果证明了该新型双闭环SVPWM控制方法可以使补偿电流较为准确地跟踪电流指令,抑制负载谐波电流,是一种较为有效的电流跟踪控制方案。     

一种基于指令修正的有源电力滤波器控制方法

对于有源电力滤波器,稳态谐波补偿精度是衡量其性能的重要指标。提出一种基于指令修正的有源电力滤波器控制方法。在电流环仅采取50 Hz比例谐振调节器的基础上,根据有源电力滤波器电流指令和实际电流的偏差,对电流指令进行慢速校正。利用线性控制系统的特点修正实际输出电流,从而提高各次谐波稳态补偿精度。最后,通过功率实验对该控制方法进行有效性验证。     

有源电力滤波器选择性谐波补偿方法

为了实现选择性谐波补偿,提出一种基于滞环空间矢量脉宽调制SVPWM(space vector pulse width modulation)策略的有源电力滤波器APF(active power filter)选择性谐波补偿方法。在检测算法中加入补偿角,以补偿系统的延时;控制算法采用滞环空间矢量脉宽调制策略,使有源电力滤波器输出的补偿电流能够准确跟踪参考电流,从而达到选择性谐波补偿的目的。该方法不需要设计复杂的电流控制器,计算量小;而且不必计算参考电压值以及阻抗参数等,避免了参数误差的影响。文中最后通过样机实验证明了该方法的正确性和有效性。     

空间矢量PWM在有源滤波器中的应用

分析了空间矢量PWM的基本控制原理,并将该方法应用到有源电力滤波器的主电路控制中.利用Matlab6.5.1/Simulink进行仿真,结果表明有源滤波器在任一时刻的输出补偿电流能实时地跟踪指令电流,同时与基于三角波控制的SPW M相比,提高了控制精度,滤波效果也较好.     

四桥臂APF精确反馈线性化滑模控制

此处研究一种基于精确反馈线性化的改进趋近率滑模控制,并成功运用于三相四桥臂有源电力滤波器(APF)。通过建立四桥臂APF在旋转坐标系下的数学模型,推导出三输入三输出的仿射非线性模型,并设计了基于状态反馈精确线性化的滑模控制器,实现对谐波指令电流的无静差跟踪。接着运用三维空间矢量脉宽调制(3D-SVPWM)技术生产脉宽调制(PWM)波,来控制四桥臂变流器的通断。通过仿真与实验验证了,与传统的比例积分(PI)控制策略相比,所提控制策略具有跟踪补偿精度高,响应速度快的优点。     

以网侧电流为补偿目标的有源电力滤波器预测电流控制

根据有源电力滤波器谐波和无功检测的不必要性的结论,提出了一种以网侧电流为直接补偿目标的APF预测电流控制新方法.首先建立了用于预测电流控制的APF离散化模型,然后根据网侧电流的下一采样时刻的预测值和目标函数挑选出下一时刻的电压矢量.该方法除了可消除采样、计算造成的延时外,还可以省略谐波检测电路及实现等效的PwM发生器,在一定程度上简化了控制电路的软硬件设计,还消除了谐波检测造成的延时,具有良好的暂态性能.仿真结果表明该预测电流控制方法具有良好的补偿性能.     

有源滤波器的低损耗滞环电流控制方法

提出一种新的用于有源滤波器的低损耗滞环电流控制方法。利用有源滤波器的输出电流主要是谐波电流,因此在一个周期内总的三相电流绝对值大小波动幅度很大的特点,根据电流大小调节相应的开关次数,从而在保持相同控制精度的同时,大幅降低有源滤波器的开关损耗。在理论上推导了最优开关频率和电流范数波动幅度的关系,设计了一个新的滞环电流控制器。仿真结果表明,采用所提出的方法可在保持总的控制精度的同时有效降低总的开关损耗。     

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.     

有源电力滤波器的电流控制新方法

基于最优电压空间矢量原理,提出了适用于并联型有源电力滤波器的双滞环电流控制新方法,达到了减少高次谐波分量、加快响应速度的目的。利用具有较大带宽的迟滞比较器采用“尝试-错误-校正-保持”的方法确定了参考电压空间矢量区域,通过引入电压空间矢量提高了直流侧电压利用率,降低了开关频率,改善了有源滤波器性能。仿真实验验证了该方法的可行性和有效性。     

三电平APF谐波电流及中点电位平衡控制

针对三电平有源电力滤波器,提出一种基于带柔化输入的模型预测控制方法用于谐波补偿。同时,为避免直流侧中点电位的波动和偏移问题给系统稳定性带来的不利影响,采用基于平衡因子和简化SVPWM算法的中点电位平衡控制策略。模型预测控制方法根据实际有源电力滤波器控制系统设计电流预测模型,同时将预测输出与实际输出的偏差及时反馈,结合滚动优化,使有源电力滤波器的补偿电流快速跟踪参考值。直流侧母线电压控制采用简化三电平SVPWM算法,简化了算法同时保证了中点电位平衡。建立了APF预测电流控制的等效模型,并进行了仿真验证。所提方法有效柔化电流输入从而减小超调,较传统预测控制方法更为稳定,减少了谐波含量和改善了补偿精度,并保证了直流母线电压的稳定和中点电位快速平衡。仿真结果验证了所提控制策略的有效性与可行性。     

并联型有源电力滤波器电流控制的等效原理

详细分析和论证了基于负载谐波与无功电流检测的并联有源电力滤波器(APF)和基于电源电流直接控制的APF控制方式之间的内在联系,得出二者在电流控制上等效这一重要结论。给出基于上述等效原理的APF新型控制方案,该方案是在传统方案基础上,省掉负载和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。分析了该方案与传统控制方案之间的关系,结果表明:传统控制方案中的谐波及无功电流检测信号只是APF直流侧电容电压闭环控制前向通道中的一个前馈信号。基于新方案制作了一台单相APF实验样机,实验结果验证了该文结论和所提方案的正确性和有效性。     

容错型三相四开关有源电力滤波器及其控制策略

有源电力滤波器(APF)多基于三相六开关拓扑,为提高其运行可靠性,提出一种基于元件冗余的三相四开关容错型APF。针对三相六开关APF的故障判别,应用功率器件承受电压变化识别桥路开路故障;研究了基于谐波检测APF补偿算法与控制电源电流跟踪电网电压APF补偿算法的关系,指出容错型APF切换控制中更适合采用电源电流直接跟踪补偿算法;在三相四开关APF数学模型基础上,研究了直流母线中点偏移对三相四开关APF补偿性能的影响,提出一种直流中点电压差值前馈补偿方法。扩展了配置直流侧储能的情况下,容错型APF的有功调节实现方法;设计了APF容错控制切换策略和硬件实现的电流滞环跟踪控制电路,在建立的三相四开关APF平台上,实验验证了所提方法的有效性。     

四桥臂APF定频滞环电流控制

提出了一种基于空间电压矢量的三相四桥臂APF定频滞环电流控制方法。该方法通过一组外滞环比较器,快速判定参考电压区域,将参考电压矢量空间分成四个平行六面体。通过一组內滞环比较器,根据参考电压所在区域,选择适当的三相开关独立地控制相应的相间电流,解耦后实现定频滞环控制。该方法还考虑了误差电流相位调节,使误差电流达到最优,提高了控制精度,同时保持了稳定的开关频率。最后应用PSCAD/EMTDC电力暂态仿真软件验证了本文方法的有效性。