一种基于开关电容滤波器的快速基波检测方法

为了实时快速地检测电力系统中的基波，提出了一种基于开关电容滤波器(SCF)检测电网中基波信号的方法。分析了SCF的原理及其优缺点，并与传统的滤波方法进行了对照，给出了选择开关电容的原则。由于信号经过一个滤波电路后一般会有一定的相差，为了保证检测前后基波信号相位的一致性，在SCF后面设计了一个等幅移相电路。以一款SCF的IC(MAX291)为例，设计了整个巴特沃斯型低通滤波器电路和等幅移相电路。用MATLAB进行了仿真，分析了这种滤波器和移相电路整体的精度和动态响应，并将该滤波方式应用到实验装置中，实验结果表明这种检测方法有很好的检测效果和快速的动态响应。     

一种简单实用的基波检测方法

基波信号检测是有源滤波器的关键技术之一。提出一种采用并联谐振检测电网中基波信号的方法,该检测电路由一个LC电路构成的选频网络构成。理论分析表明：该选频网络对基波电流的阻抗远大于谐波阻抗,当被检测电流信号流经时,输出电压基本不含谐波。以一组电路参数为例研究了该选频网络的幅值响应、相位响应和动态响应,并分析了这种检测方式的优缺点。实验证明该检测方法具有优良的滤波效果和较快的动态响应。     

基于二阶串联谐振滤波器的基波电流检测方法

分析了谐振滤波器的电路模型,即RLC串联电路的检测性能.将畸变的电流转换为电压并将该电压信号作为RLC串联电路(其谐振频率为电流的基波频率)的输入信号,则在电容C上将获得放大的基波电压信号以及被有效抑制的谐波分量.从而实现对基波电流的检测.分析了电路品质因数D对RLC串联电路检测性能的影响,推导了检测电路的传递函数,并设计了相应的二阶串联谐振数字滤波器.该方法具有实现简单、运算量小等优点,适用于三相及单相电路有源电力滤波器(APF)的基波电流检测,以及动态电压恢复器中基波电压的检测.仿真及实验结果验证了所提方法的有效性.     

Research on New Passive Filter Method Based on Principle of Fundamental Resonance

非线性负载的增多导致了电力系统的谐波污染日益严重.针对有源滤波器的初期投资大,结构复杂,运行维护困难的缺点,提出一种无源滤波新方法,该方法在电网与无源滤波器之间三相线路中分别串联一组由电感和电容组合而成的基波谐振电路,该电路对基波电流无影响,但是对谐波电流呈现了高阻抗的特性,可以迫使谐波电流最大限度的流入无源滤波器,从而大幅度的提升滤波器的效率.对该新方法通过建立等值电路进行了滤波原理分析,与传统无源滤波方法进行了滤波效能比较,并分别通过单相和三相电路滤波实验进行验证,实验结果表明该方法与传统无源滤波器相比有较佳的滤波效果.     

基于2对Hilbert移相滤波器的无功功率测量方法

基于1对Hilbert移相滤波器实现的无功功率测量方法存在移相误差对测量准确度影响大、中间信号纹波较大等问题。基于2对相同Hilbert移相滤波器的改进方法能够解决这些问题。通过消除误差公式中关于移相误差的一次项形式,削弱了Hilbert滤波器移相特性对测量准确度的影响,从而降低了滤波器的阶次;当测量纯正弦电路或含较少谐波的正弦电路的无功功率时,中间信号的纹波也显著降低。仿真实验对比结果表明,改进方法具有滤波阶次低、系统误差小和中间信号波动小的优点。改进的无功测量方法已经应用于一款数字化电能计量专用芯片的设计。     

基于基波谐振原理的无源滤波新方法研究

非线性负载的增多导致了电力系统的谐波污染日益严重。针对有源滤波器的初期投资大,结构复杂,运行维护困难的缺点,提出一种无源滤波新方法,该方法在电网与无源滤波器之间三相线路中分别串联一组由电感和电容组合而成的基波谐振电路,该电路对基波电流无影响,但是对谐波电流呈现了高阻抗的特性,可以迫使谐波电流最大限度的流入无源滤波器,从而大幅度的提升滤波器的效率。对该新方法通过建立等值电路进行了滤波原理分析,与传统无源滤波方法进行了滤波效能比较,并分别通过单相和三相电路滤波实验进行验证,实验结果表明该方法与传统无源滤波器相比有较佳的滤波效果。     

一种基于最速下降算法的基波提取自适应滤波器

提出了一种基于最速下降算法的单相基波提取自适应滤波方法。对该自适应滤波器原理及设计方法进行了说明,给出基波信号各参数表达式,通过大量的Matlab仿真,着重对该系统在电压畸变情况下的基波撮取性能进行考查,同时分析了其检测精度与动态响应的关系、初始值的设置对检测效果的影响,结果表明,该自适应滤波器构成一个稳定的多参数(幅值、频率、相位)反馈控制回路,可较准确地提取单相信号的基波分量,实时性好,且具有良好的鲁棒性和抗干扰能力。     

低损耗多调谐无源滤波器

双调谐滤波器和三调谐滤波器具有占地少、减少高压电感和电容元件、节省开关等诸多优点,已经在直流输电工程中得到广泛应用。但是现有的多调谐阻尼型滤波器用于低次谐波滤波时,滤波器的基波损耗过大。文中介绍了一种低损耗的阻尼型双调谐滤波器和三调谐滤波器电路,其基本思路是使滤波电路的部分LC元件构成基波串联调谐电路,并使并联阻尼电阻连接在基波调谐电路的两端,从而避免阻尼电阻上的基波功率损耗。新滤波器用在高压直流输电系统中将节省运行成本。     

自持移相LCC谐振变换器稳态分析及参数设计

采用单电容滤波器的自持移相LCC谐振变换器能够在全负载范围内实现软开关,但非线性特性显著,增加了分析与设计难度。基于改进基波近似法将高频变压器、副边整流器及输出滤波电容作为一个整体等效为一个复数阻抗的形式,建立了自持移相LCC谐振变换器的等效电路模型。分析了电压增益、谐振电流峰值、软开关区域等稳态特性。指出了输入阻抗角、副边整流关断角和谐振电容比等关键电路参数对变换器稳态特性的影响以及设计原则,并提出一种限定输入阻抗角的参数设计方法。实验结果验证了理论分析及参数设计的正确性。     

适用于电气化铁路的单相注入式混合有源滤波器

提出了一种适用于电气化铁路的新型单相注入式混合有源滤波器。这种新型有源电力滤波器能够补偿一定的无功,注入支路通过添加基波谐振支路的方法大大降低了有源滤波器的容量,克服了电网基波电压对装置的影响。并详细分析了系统的滤波原理,提出了基于卡尔曼增益自调整的改进型动态谐波含量估计方法,能够快速准确的跟踪检测电网谐波电流,并且克服了电力机车等冲击性负荷引起的电网电压畸变对谐波检测精度的影响;提出了基于逆变器两侧能量平衡的电流控制方法使有源部分吸收或释放一定有功或无功功率及产生与注入支路回灌谐波电流相反的抑制电流,然后联合电网谐波电流跟踪控制以获得系统参考信号,保证了直流侧电压的稳定,提高了装置可靠性,增强了系统滤波性能。仿真和实验结果表明这种新型单相注入式混合有源电力滤波器可靠性较高,满足电气化铁路所带电力机车等冲击性负荷的要求,可获得良好的滤波效果。     

一种三相大容量有源电力滤波器的研究

为了提高串联型有源电力滤波器的容量,提出串联变压器的二次侧多补偿绕组结构。每个补偿绕组配置一个逆变器,通过逆变器向相应的补偿绕组注入基波电流,当变压器原副边基波电流满足基波电流补偿条件时,串联变压器的一次侧对基波电流呈现很低的阻抗,而对谐波电流呈现很高的阻抗,从而迫使谐波电流流入无源滤波电路。研制了一套100 kVA的样机,实验结果证明此滤波器具有很好的滤波特性。     

基于DFT谐波检测方法的大容量并联型有源电力滤波器的研制

本文介绍了采用多重化主电路设计、基于离散傅立叶变换(DFT)谐波检测方法的100kVA并联型有源电力滤波器的研制情况.文章对并联型有源电力滤波器补偿谐波与无功电流的工作原理进行了分析,论述了选择DFT作为电流检测算法的优点,并对采用二重化方法设计的主电路结构以及相应控制策略的实现方法进行了介绍,最后给出了实验结果.实验证明,该系统满足设计要求,补偿效果良好.     

双运放电压模式二阶通用滤波器的实现

视无限增益多路反馈低通滤波器为变形状态变量滤波器,用2个运算放大器、2个电容和4个电阻实现了电压模式二阶通用滤波器.该电路不仅可同时实现低通、带通和高通输出,具有低的无源灵敏度,而且其品质因数、极点角频率与电容比值和电阻比值有关,从而可实现二者的独立、精确调节,实现高精度滤波.此外,该电路中两运算放大器承受的共模电压为零,降低了对运放的要求,电路简单,适合VLSI单片集成技术.通过计算机仿真表明,所提出的电路方案是可行的.     

A new three‐input/output characteristic‐varying filter in the D‐module for direct processing of three‐phase signals

This paper proposes a new three‐input and three‐output characteristic‐varying filter in the D‐module for direct processing of three‐phase signals, which are becoming indispensable for effective active compensation of three‐phase power such as harmonics current, negative phase current, reactive power, and varying voltage compensations. The filter in the D‐module can show different filtering characteristics to positive, negative, and zero phase components of three‐phase signals and can allow direct processing of the signals based on frequency polarities. The filter in the D‐module can also change dynamically its filtering characteristics by simply injecting a shift‐signal to itself. These filtering effects are obtained in a very simple manner using the D‐module. A new unified analysis of attractive general characteristics of the proposed filter in the D‐module is given for its easy designs and realizations as well. Effectiveness of the analysis and usefulness of the filter in the D‐module are newly examined and confirmed through experiments. The newly proposed filter in the D‐module has potential regarding a variety of three‐phase signal filtering applications. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 145(1): 28–38, 2003; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10170     

一种新的采用低自感串联变压器的串联混合型有源电力滤波器

为降低逆变器容量和提高系统可靠性,该文提出一种新的采用低自感（或自阻抗）串联变压器的串联混合型有源电力滤波器。不同于传统结构,该混合滤波系统中的串联变压器自感很小,其标幺值仅为0.01~0.10,且串联有源滤波器不再控制为谐波电压源或基波电流源,而是控制为谐波电流源。在该方案中,逆变器和串联变压器二次侧绕组均无须承受很大的系统基波电流,而只承受一定倍数的滤波后系统谐波电流,其代价是逆变器在原来承受谐波电压的基础上叠加承受1~10％的系统基波电压。另外,该拓扑无须谐振于基波频率的LC旁路,降低了整个滤波装置的成本、损耗。仿真和实验结果表明,该新型滤波器具有良好的滤波效果。     

无PFC LED球泡灯滤波电路对电流谐波的影响研究

无功率因数矫正(PFC)LED球泡灯广泛用于家庭及小型商业用户,其驱动电路结构通常包括整流、滤波和驱动。基于无PFC LED球泡灯常用的三种不同滤波结构(π型、倒L型、C型)的电路拓扑,通过整流滤波电路产生谐波表达式,计算3次、5次、7次和9次谐波初相角和电流畸变率;分析滤波电路器件参数对公共连接点(PCC)处电流谐波相角及畸变率的影响。研究结果表明,滤波参数和各次谐波电流初相角、含量具有关联性,不同的滤波结构的LED球泡灯组合存在谐波的叠加和消除规律。     

基波补偿型有源电力滤波器的设计

采用串联基波补偿技术和PWM跟踪控制电路,设计了一款简单、方便、精度高的电力有源滤波器.实验仿真表明:在满足基波磁通补偿条件下,该有源滤波器对负载谐波源具有较好的滤波特性,达到了设计要求.     

基于瞬时无功功率理论的串联混合型单相电力有源滤波器

本文介绍一种串联混合型单相电力有源滤波器。首先与无源滤波器及并联型有源滤波器对比，分析了其补偿原理和特点。随后，介绍了其主电路结构及各部分功能。在对三相电路瞬时无功功率理论的思想进行扩展的基础上，得到了单相电路谐波电流的瞬时检测方法。对实现这于检测方法的基于ＤＳＰ微处理器的数字控制电路的结构和工作过程也作了简要介绍。仿真和实验结果表明，该检测方法是有效的基于此检测方法的串联混合型单相电力有源滤波器