基于改进虚拟磁链的dq谐波检测方法

为了提升传统dq谐波检测法对网侧电压畸变的应对能力,提出一种基于复合二阶广义积分器的虚拟磁链定向的谐波检测方法。该方法采用虚拟磁链作为同步参考坐标系锁相环的改进环节,利用复合二阶广义积分器替代常规低通滤波器,消除了传统dq谐波检测方法由于三相电网电压不对称和畸变等恶劣工况造成的检测误差,并能准确锁定电网相位角和频率。仿真和实验结果表明,改进后的谐波检测方法不受电网不平衡和波形畸变的影响,所得基波正序电流基本不存在畸变,且能够准确跟踪频率的变化,证实了本文所提出的基于复合二阶广义积分虚拟磁链定向的谐波检测方法的有效性。     

基于二阶广义积分器的改进型ip-iq谐波检测算法*

针对电网直流分量和高次谐波对谐波电流检测精度的影响,提出了一种基于二阶广义积分器的改进型ip-iq谐波检测算法。该算法在传统ip-iq法的结构上加入了改进型SOGI滤波环节,有效滤除了输入信号中的直流分量同时还抑制了高次谐波,改进型SOGI的锁相环在电网电压含高次谐波和直流分量的情况下能提供稳定的电网电压频率,从而能够更准确检测出谐波电流。仿真算例对比分析了传统ip-iq法和基于一般SOGI的ip-iq法,验证了文中提出的谐波检测方法在电网含直流分量和高次谐波时的有效性和可靠性。     

基于一种新型正弦幅值积分器的谐波检测方法

针对基于瞬时无功理论的ip-iq谐波检测法结构复杂、响应速度慢等问题,提出了一种采用改进正弦幅值积分器结构的谐波电流检测方法。首先,利用二阶广义积分器的输出滤波特性及正弦幅值积分器的极性选择特性,使其相结合构造出了一种滤波性能更强,同时具有频率及极性选择作用的新型积分器。然后,利用该积分器快速准确地提取基波正序分量,并有效应用于谐波检测环节中。当电网电压存在直流偏置问题时,该积分器所构造的锁相环也能准确锁定电网频率及相位信息。最后,理论分析及仿真实验结果表明：该方法无需进行瞬时对称分量分离,就可提取出电网电压及负载电流基波的正负序分量,计算量小,谐波检测更精确。     

改进广义积分器在三相基波正序有功电流检测中的应用

在低压配电网中,四桥臂有源电力滤波器要求快速、准确地检测基波正序有功电流,传统的基于瞬时无功功率理论的i_p-i_q和FBD(Fryze-Buchholz-Dpenbrock)检测法通过采用锁相环和低通滤波器来实现,这会增加算法的复杂度,并导致较大的检测延时。提出一种基于改进广义积分器的三相基波正序有功电流检测算法。首先,根据广义积分器的选频特性,在传统的基波正序检测方法基础之上增加正负序分离运算模块,构成基于改进广义积分器的基波正序检测方法;然后,运用该算法检测电网电压和电源电流的基波正序分量,并通过简单投影运算,可以快速求得三相基波正序有功电流。该方法省略了低通滤波器环节,具有较强的抗干扰能力和频率自适应性。实验测试结果表明:该算法在电网电压畸变和电网频率波动时检测出的三相基波正序有功电流的谐波畸变率均在2.0%以下,而且还具有较小的动态响应时间(15 ms)。     

基于虚拟磁链的APF准谐振控制研究*

传统基于瞬时无功功率理论检测方法需用到锁相环对电网电压进行锁相,在网侧电压波形畸变、频率波动等恶劣电网环境下会影响检测的准确性,提出了一种改进的控制方案。采用基于虚拟磁链的定向方法来得到与电网电压同频同相的相角信号,通过在低通滤波器的输入端设置交叉补偿环节,避免积分器饱和现象出现,提高磁链观测的准确性。在旋转坐标系下,三相并联有源滤波器数学模型的d轴和q轴之间存在耦合,这里采用状态反馈解耦控制和电网电压前馈的方法实现解耦控制,避免了电网电压扰动影响,采用准谐振控制器有针对地对特征次数谐波进行补偿。仿真结果验证了该控制方案的有效性。     

复杂电网工况下基于CDSOGI-SPLL的电网电压同步方法

传统锁相环技术在三相电网电压含有直流分量、发生不对称故障以及严重畸变条件下,其检测精度受到直流分量、负序分量及谐波分量的干扰,将不能准确跟踪电网电压频率和相位。针对这一问题,提出一种将相序解耦谐振(SDR)控制器和改进的级联双二阶广义积分器软件锁相环(CDSOGI-SPLL)相结合的锁相方法。该方法首先利用SDR控制器将正负序分量进行分离,然后引入改进的级联双二阶广义积分器(CDSOGI)对正负序分量进行二次分离和谐波抑制,并消除直流分量对CDSOGI输出正交信号的影响。仿真和实验结果表明,在三相电网电压含有直流分量、不平衡和严重畸变情况下,所述方法可以实现电网电压同步信息的准确采集。     

有源滤波器控制新策略

由于有源滤波器(APF)的性能主要取决于谐波检测和电流控制两个环节,本文对这两个环节做了改进,提出了一种新的控制策略,针对ip-iq谐波电流检测法中的锁相环(PLL)易受电压波动影响,提出了基于广义积分器的相位锁定法,该方法通过提取电网三相电压的正序基波分量来锁定相位,不受电压畸变和不对称的影响。同时将PI参数自整定的广义积分器应用到电流跟踪控制中,利用其在谐振频率的无穷大开环增益实现谐波电流的无静差跟踪。Matlab/Ssimulink仿真结果表明,在电压畸变的情况下该方法可以很好地检测和补偿谐波电流。     

新型虚拟磁链定向的Hopfield神经网络谐波电流检测

谐波电流检测的准确性和快速性直接影响有源电力滤波器的补偿精度。相较于锁相环,虚拟磁链在电网电压波动的情况下也能准确定向,而且响应速度更快。文中采用由高通滤波器和变换坐标系组成的新型辨识算法,改善了虚拟磁链中由积分器引起的相位误差。Hopfield神经网络利用新型虚拟磁链观测到的电网电压定向角,对谐波电流进行检测。该方法引入能量函数构造反馈型神经网络,通过不断反馈收敛最后达到平衡,以实现对谐波电流的检测。仿真结果表明基于虚拟磁链的Hopfield神经网络方法能同时快速准确地检测出基波电流、总谐波电流和各次谐波电流,而且在负载突变、电压波动的情况下,与基于瞬时无功功率理论的i_p-i_q法相比响应速度更快,准确性更高,具有更好的鲁棒性。     

特定次谐波滤除锁相在有源电力滤波器中的应用

针对电网电压不平衡和网侧电压特定次谐波含量较高的情况,在传统的基于双二阶广义积分器的锁相环(DSOGI-PLL)前级加入谐波滤除级,可完全滤除特定次谐波,并且在电网电压不平衡的情况下,能准确检测网侧电压的频率和相位信息。将该锁相方法应用于有源电力滤波器(APF)中,提出了一种电流特定次谐波检测算法。该算法简化了计算,省去对滤波器的设计,能准确检测出电流特定次谐波。最后,通过仿真和实验验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于改进型DSOGI-PLL的电网电压同步信号检测

基于双二阶广义积分器的锁相环(dual second-order generalized integrator PLL,DSOGI-PLL)通过二阶广义积分器产生正交信号和滤除谐波,可实现在电网电压不对称和畸变情况下同步信号的提取。但当电网电压含有多次谐波时,基本二阶广义积分器的滤波效果不理想,锁相环提取的同步信号出现波动。文中通过构建谐波消除模块,在DSOGI-PLL的基础上,提出一种改进的锁相环结构。该锁相环在计算分离正负序电压之前先利用谐波消除模块消除电网电压中的各次谐波,从而消除谐波对锁相环的影响,准确地提取电网电压同步信号。MATLAB仿真和实验结果均表明,这种锁相环在电网电压不对称和含有多次谐波时能有效地提取基波的正负序分量、频率和相位。     

基于EKF的虚拟磁链预测模型及其逆变器控制

虚拟磁链具有计算简单,易于数字化操作的优点,在交流检测应用中备受关注。但受其本身计算的缺点,对电网电压进行积分时引起的直流偏置与积分饱和现象,严重影响空间矢量定向的精确性。同时无论如何简化控制环节计算延时与检测误差在所难免,导致控制时刻电压并非检测时刻电压,对控制效果有一定影响。该控制方案在检测电压信号的过程中加入虚拟磁链技术,设计了虚拟磁链观测器取代锁相环技术,有效的消除了积分时引起的直流偏置与积分饱和现象。同时推出利用卡尔曼滤波的优秀跟踪预测特性拟合采样电压的虚拟磁链优化算法。仿真实验表明优化算法可以有效的减小谐波畸变,减少系统单周期控制时间。对观测器与算法的仿真研究,表明优化算法的观测器能消除积分饱和现象,消除直流分量对精确定向的影响,消除控制环的延时对系统输出造成的影响,提高系统控制精度和稳定性。     

（2期下）基于改进型软件锁相环的正负序分量分离新方法研究

针对电网不平衡时传统正负序分离方法通用性不佳的缺点,提出了一种基于改进型软件锁相环的正负序分量分离的新方法,它利用二阶广义积分器较好的高次滤波效果、正负序级联的DSC谐波消除特性,通过αβ变换和dq变换,再利用软件锁相环原理来锁定电网的频率,并反馈给二阶广义积分器和正负序级联的DSC,从而分离出电网的正负序分量。由于本方法在电网电压平衡、不平衡以及电网电压频率变化等电网所有可能发生的故障情况下,都可以快速而准确的分离电网的正负序的基波分量,从而可为电力电子变流器的控制系统提供可靠的控制信号。最后MATLAB/Simulink软件仿真结果证明了所提出方法的可行性和有效性。     

ip-iq检测法的单周控制三电平有源电力滤波器

并联型有源电力滤波器APF可以有效补偿由非线性负载产生的谐波和无功功率电流。为了实现单独对谐波分量、无功功率分量进行补偿,或者对谐波和无功功率分量同时进行补偿这些不同的补偿目标,同时为了满足大功率、高电压和输出电流波形畸变小的需要,提出了将中点箝位变换器和ip-iq电流检测法应用于单周控制有源电力滤波器的方法。采用ip-iq电流检测算法可分离出负载电流中的谐波分量、无功功率分量,且电网电压波形畸变不影响检测结果,故可提供不同补偿目标的参考信号。理论推导和仿真结果表明,该法能分别单独补偿谐波分量、无功功率分量,或者同时补偿谐波和无功功率分量,而且电网电压波形畸变不影响补偿效果。通过将ip-iq电流检测法运用于单周控制三电平有源电力滤波器,既实现多种补偿目标,又具有电网电压波形畸变不影响补偿效果、单周控制策略简单、三电平变换器输出电流波形畸变小的优点。