PSO优化的链式APF在外超导电源中的应用

稳态强磁场超导磁体电源采用双反星型晶闸管整流技术方案,是一种典型的非线性负载,运行时会带来较大的无功冲击及谐波污染,会对电网以及其他用户造成很大干扰。选定有源电力滤波器(APF)作为超导磁体交流侧谐波抑制方案,针对三相半桥拓扑结构的容量限制,采用级联3H桥链式结构。在此基础上引入粒子群算法优化指令电流PI控制器的PI参数,实现谐波补偿的最优化控制。经仿真模型和样机实验表明,该链式有源电力滤波器具有良好的谐波补偿性能,其控制策略具有一定的参考价值。     

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.     

有源电力滤波器任意次谐波电流检测的新算法

有源电力滤波器是一种消除电力系统谐波污染的重要装置，随着电力电子技术的发展，它的使用也越来越广泛。针对有源电力滤波器的特点，基于瞬时无功功率理论，提出一种对于任意指定次数的谐波电流的检测算法。该算法能够克服数字式控制器延迟时间对于谐波补偿的影响，可实现谐波的实时补偿。理论分析和仿真结果证实了所提方法的正确性。     

选择性谐波补偿方法在HAPF中的应用

如何降低混合有源电力滤波器有缘部分电流容量,消除无源滤波器补偿无功及谐波时产生的谐振是混合有源电力滤波器的重要目标。为此,提出一种具有选择性谐波补偿的混合型有源电力滤波器(HAPF)。将有源滤波器与单调谐无源滤波器的电感并联组合,此拓扑结构显著降低了APF上的电流。并且采用具有选择性谐波补偿功能的比例谐振(PR)控制器,可选择地滤除含量较高的谐波。控制器在同步参考系下实现,相比PI控制使用谐振器数量减半,稳定性好,动态响应速度快。并且通过理论分析、仿真与实验验证了该混合滤波器结构和控制方法的可行性和有效性。     

一种大功率混合注入式有源电力滤波器的工程应用

针对大功率整流生产现场谐波治理的需要，设计了一种大功率混合注入式有源电力滤波器，分析了其拓扑结构和工作原理，讨论了该有源电力滤波器的谐波抑制能力与死区补偿方法，并提出了一种基于离散傅立叶变换的滑窗迭代算法，能实时有效地检测出谐波参考指令电流；为了实时准确地进行谐波电流跟踪控制，采用了一种基于PI型学习律的迭代学习控制算法，提高了系统的跟踪精度。现场运行情况表明该大功率混合注入式有源电力滤波器能有效满足大功率负载工况下电网谐波抑制和无功补偿综合治理的需要，具有很好的工程应用效果。由于目前国内大功率混合型有源电力滤波器的工程应用实例很少，因此该套系统的设计与实现经验还可以对其它有源滤波系统的工程应用起到一定的指导和借鉴作用。     

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。     

有源电力滤波器电流控制策略研究

针对传统PI无法实现有源电力滤波器无静差谐波补偿的问题,提出了两种输出电流控制策略:PI控制与重复控制并联运行的复合控制技术和指定次数无静差控制技术.前者利用重复控制对于周期扰动信号无差跟踪的特点来提高有源滤波的稳态精度,PI控制保证有源电力滤波器的动态性能.后者对单频率谐波进行无静差调节.仿真与实验结果证明了所提出的两种控制技术的有效性,但其工业现场的应用仍需进一步验证.     

谐波电流检测位置对有源电力滤波器性能的影响研究

本文介绍了并联有源电力滤波器谐波补偿的工作原理,分析对比了2种谐波电流检测位置下的谐波补偿控制算法。在PSIM9.0仿真软件中分别搭建了这2种电流检测位置下的有源电力滤波器仿真模型。仿真结果表明,2种谐波电流检测位置下的有源电力滤波器均可以实现治理谐波的目的,并且比较了滤波器在负载侧检测谐波电流和在电网侧检测谐波电流的不同特点。     

基于滑动Goertzel DFT和相位补偿算法的谐波电流检测算法

将滑动Goertzel DFT算法应用于有源电力滤波器的谐波电流检测,该算法具有计算量小、实时性好、易于工程实现等优点。有源电力滤波器的输出电流滞后于负载谐波电流,这会影响滤波效果。为了补偿这种延时提出了一种基于滑动Goertzel DFT的相位补偿算法。仿真结果验证了该算法的有效性和正确性。     

基于电流环复合控制的有源电力滤波器的研究

有源电力滤波器通常用于动态抑制谐波、补偿无功。本文采用基于瞬时无功功率理论的自适应闭环检测拓扑结构进行谐波检测,构造出一种鲁棒性好和响应速度快的结构。为了进一步改善系统的性能,提出了基于PI控制和重复控制并联结构的电流控制方法。利用重复控制对于周期扰动信号无差跟踪的特点减小系统的稳态误差,利用PI控制改善系统动态性能。理论分析和仿真结果均证明该方法的可行性。     

A novel lowpass to bandpass transformed PI control strategy for series hybrid active power filter

In this paper, simulation and experimental based evaluation of novel lowpass to bandpass transformed PI control strategy for series hybrid active power filter is presented. In the series hybrid topology, the active filter is in series with a capacitor and this whole arrangement comes in parallel with an inductor. This hybrid setup is introduced in series between the source and load. The control structure is derived in the stationary reference frame through lowpass to bandpass transformation of ordinary PI controller transfer function. The effect of controller on system performance as well as its selective harmonic elimination is illustrated. The modelling, simulation and experimental results are presented.     

用PLL产生参考电压的自适应谐波电流检测方法

提出用锁相环产生参考电压信号的自适应谐波检测算法新思路,以避免带通滤波器难以实现的缺陷,有效消除由于电网电压波形畸变对检测效果的影响.改进后的算法还可以检测指定次数的谐波电流,以及检测不平衡系统中的负序电流.仿真和试验结果证明了新算法的优越性.     

SHPF-TCR联合控制补偿系统的研究

针对有源电力滤波器无法动态补偿无功功率,无源滤波器补偿产生相移的问题,提出一种晶闸管控制电抗器与并联混合电力滤波器(SHPF-TCR)联合补偿控制系统。SHPF由小容量有源电力滤波器和五次LC单调谐滤波器构成以补偿系统谐波,调谐滤波器和TCR形成并联型无源滤波器以补偿系统无功。将解耦控制用于电流跟踪和电压调节,引入PI控制器消除系统稳态误差。该SHPF-TCR联合控制能够有效的降低APF容量,消除系统谐振,稳定性好,动态响应速度快。实验及仿真结果证明了所提出结构和控制方法可以很好地进行谐波和无功的综合补偿。     

注入式混合型有源电力滤波器谐波检测方法研究

首先分析了注入式混合型有源电力滤波器的结构及工作原理,针对有源电力滤波器的工作性能很大程度上取决于对谐波电流高精度、实时的检测,提出一种基于瞬时无功功率理论ip～iq谐波检测算法的改进算法,采用最小均方（LMS）自适应滤波器作为检测电路中的低通滤波器。可以更快地检测出谐波电流的指令信号,具有更好的稳态检测精度。利用MATLAB对其进行建模和仿真,验证了谐波电流检测算法的正确性和有效性。     

牵引变电所无功谐波综合补偿方案研究

针对牵引供电系统的特点,提出了一种利用混合补偿器进行牵引变电所无功和谐波综合补偿的新方案.混合补偿器由有源滤波器、无源滤波器及一种新型的可调无功补偿装置构成,其特点是有固定的滤波通道且初期投资较少.分析了该可调无功补偿装置的工作原理,讨论了谐波及无功电流检测方法与混合补偿器的控制策略.以某实际的牵引变电所为对象,利用MATLAB提供的Simulink仿真平台建立了仿真模型,仿真结果表明所提出的综合补偿方案有良好的无功、谐波补偿效果.     

有源电力滤波器与直流偏磁式静止无功补偿器综合补偿系统的研究

针对供、配电站需要对谐波和无功进行综合治理,提出一种新型的有源电力滤波器与直流偏磁式静止无功补偿器构成的综合补偿系统。该系统中有源滤波器与无源滤波器构成新型的混合滤波器,能够同时补偿谐波电流并提供容性基波无功电流,而直流偏磁式静止无功补偿器采用新型的PWM整流器产生控制直流,可快速地提供感性无功电流。该系统采用新颖的拓扑结构,功率器件工作于低压侧,有效地降低有源滤波器和无功补偿器中功率器件的容量。文中介绍了该系统的结构和补偿原理,采用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC进行的仿真表明该综合补偿系统能同时补偿谐波与无功电流,并能抑制可能产生的谐振现象,具有较好的补偿效果。     

6kV煤矿供电网混合有源滤波器的应用研究

提出一种适用于高压大容量环境且投资成本较小的新型混合有源滤波器(HAPF).在谐波检测方面,利用系统样机验证了基于坐标变换的离散傅里叶变换(DFT)滑窗迭代谐波电流检测算法;在谐波电流补偿输出的控制算法方面,总结出一种基于递推积分PI和离散滑模变结构控制的复合谐波电流控制算法,这两种算法均采用S函数来构建,通过了Mat...     

主动电力滤波器高性能补偿控制策略分析

天津海河开启桥是一座集机械、液压、电气智能控制及监控、景观与一体的综合性桥梁,它开辟了我国桥梁史的先河,其技术在亚洲乃至世界上都是较先进的。由于该桥供电部分存在非线负载,由此产生大量谐波电流及无功电流,需要主动滤波器滤除谐波,提高功率因数。本文对主动电力滤波器传统电流环PI控制器进行了详细的理论分析,指出了检测负载侧谐波电流的局限性,提出了一种电源侧电流前馈补偿的控制器,克服了检测负载侧谐波电流时传统PI控制器的缺陷,即使负载谐波电流高于主动电力滤波器的容量,也能够无静差输出,理论分析和仿真验证了此种新型控制策略的正确性和有效性。     

大功率有源电力滤波器的建模与应用

为实现较好的滤波效果,确保系统安全稳定运行,针对大功率混合型有源电力滤波器的补偿电流是通过控制逆变器的输出电压来产生适当输出电流的情况,在考虑有源滤波器的输出滤波器的基础上,利用开关函数法建立了大功率混合型有源电力滤波器的数学模型,为将电流参考信号转化为电压参考信号进行控制提供理论依据。实验仿真和工程应用都表明根据系统数学模型所设计有源滤波器的控制器能达到较好的滤波效果。     

一种实用的串并联混合有源电力滤波器

设计了一种实用的串并联混合有源电力滤波器，分析了其结构、工作原理和滤波性能。在该滤波器中，串联在系统和谐波负载之间的零磁通变流器可自动对基波呈低阻抗、对谐波呈高阻抗，从而实时检测出剩余谐波电流流过变流器时产生的谐波电压降、实现滤波；逆变器可产生一个与检测到的谐波电压成正比的电压。通过将耦合变压器与无源电力滤波器串联后并入电网，减少了流入系统的谐波电流。实验结果验证了该滤波器设计原理的正确性，表明其能有效降低滤波器有源部分的容量，具有良好的滤波性能。