模块化有源电力滤波器谐波补偿

有源电力滤波器(APF)作为一种应用在电力系统中的谐波抑制装置,具有谐波抑制效果好、动态响应快等优点。传统APF—般采用两电平和三电平结构,难以满足高压大容量的需求,此处研究了基于模块化多电平换流器(MMC)的APF结构。传统APF控制思想是对负载畸变电流中的谐波进行完全补偿,鉴于电力系统的特征次谐波以5,7,11,13为主,此处研究了基于特征次谐波补偿的检测控制算法,以降低APF的补偿容量。最后通过实验验证了控制策略的有效性。     

基于最小电流误差模型预测的三电平APF无差拍谐波电流补偿方法

有源电力滤波器（APF）的传统谐波电流补偿方法存在跟踪精度低、动态响应差等问题。对此提出了一种基于模型预测原理的三电平APF最小电流误差控制算法。该算法通过求解α β坐标系下谐波电流瞬时变化率,结合无差拍补偿控制预测出后2个周期的谐波电流在α β轴的分量,利用最小电流误差价值函数求解出系统最优调制电压,实现APF的高性能控制。该方法具有响应速度快、稳态电流误差小等优点。MATLAB/Simlink仿真结果验证了此控制算法的正确性和有效性。     

T型三电平APF电流跟踪控制策略研究

有源电力滤波器(APF)可有效消除电网谐波,三电平更适合高压大功率场合,T型三电平结构可有效降低设备成本和功率损耗。在建立T型三电平APF数学模型的基础上,对滑模控制和无差拍控制2种电流控制策略进行分析,推导了相应的控制方程。利用Matlab/Simulink搭建仿真模型,对比不同电流跟踪控制策略的补偿效果;仿真和实验结果验证了这2种电流控制策略均可有效实现谐波补偿,滑模控制鲁棒性更好,无差拍控制的响应速度快、总谐波畸变率(THD)更小且抑制谐波效果更好。     

电气化铁路APF的LCL滤波器的双环控制

针对电气化铁路谐波治理的APF的LCL输出滤波器进行分析,采用电容电流和电网电流的双环控制,达到滤除谐波净化电网的目的.对LCL滤波器的稳定性和动态性能进行了分析设计,满足实际需求,并进行了仿真验证.     

基于重复预测原理的三电平APF无差拍控制方法

传统两电平有源电力滤波器(APF)由于功率开关耐压水平和载流能力的限制,难以实现对高压大容量非线性负载的谐波补偿。在高压大容量系统中,二极管钳位型三电平变流器得到了广泛的研究和应用。本文研究一种基于重复预测原理的三电平APF无差拍控制方法,通过推导分析,发现消除采样周期的延迟和对输出指令电流的预测是决定无差拍控制效果的关键。采用状态观测器,对APF下一拍输出电流进行估计,弥补了数字控制系统一个载波周期的延时;采用重复预测型观测器,对指令谐波电流进行预测,可以提供精确的谐波电流预测值,因而改善了整个系统的控制效果。实验结果证明了所提控制方法的可行性。     

基于复合控制的三电平APF的研究

有源电力滤波器(APF)的被控量为高频谐波及无功电流,传统的PI闭环控制已不能实现无静差的跟踪被控信号。为了提高APF的补偿精度及动态响应速度,引入复合控制器对APF输出电流进行控制。针对数字控制引入的延时问题,分析了延时对电流补偿效果的影响,并提出了谐波电流预测控制的解决方法。最后在对三电平APF模型分析的基础上,搭建了基于三电平空间矢量调制(SVPWM)的Matlab仿真模型,并在一台50 kVA的样机上对上述算法进行了验证。仿真分析和实验结果显示基于复合控制的电流跟踪控制相比于传统的PI控制能够有效地提高APF电流内环的稳态精度。     

三电平有源电力滤波器实验研究

为了满足大功率场合对电网谐波治理的需求,建立了基于预测电流控制和空间矢量调制的二极管箝位型三电平并联有源电力滤波(Shunt APF)实验装置,对基于旋转坐标变换的谐波提取方法和预测电流挡制方法进行了阐述.提出了通过增加饱和环节来减小插值运算产生的补偿电流超调问题.介绍了三电平SVPWM在DSP中的实现方法.算法仿真和实验结果说明该装置具有较好的谐波补偿效果,应用前景良好.     

基于MMC的有源滤波器无差拍控制

为提高多电平有源滤波器(APF)开关器件的模块化程度和灵活性,本文研究了一种基于MMC变换器的有源滤波器装置。首先介绍了MMC数学模型,其次分析了基于谐波电流的无差拍控制策略,该控制策略通过i_p-i_q法来检测出谐波电流,对谐波电流进行无差拍控制得到APF输出电压的参考值,同时,为平衡MMC子模块电容电压,采用了基于电容电压排序的均压控制方法。最后,通过Matlab/simulink搭建了仿真模型,仿真结果验证了控制器的有效性和可行性。     

基于DSP的三电平APF研究

在社会飞速发展的形势下,电力系统中的非线性负荷表现出与日俱增的趋势,电网轻微的扰动,就会对一些负载产生严重影响,进而造成严重后果,电能质量问题日益凸显。有效抑制电网的谐波,提高电能质量成为电力研究热点。对比两电平APF,三电平的APF能够在较低的晶闸管开关频率的条件下,对较高电压表现出很强的承受能力,也能够很好地抑制谐波畸变,同时自身的损耗也比较小,在中高压大功率的领域得到广泛的应用。聚焦三电平有源电力滤波器,对三电平变流器的设计、LCL滤波器的设计和电流跟踪控制进行研究。     

三相直流侧APF补偿性能的频域研究

三相整流桥装置产生的电力谐波具有谐波含量大,谐波频谱分布宽的特点。直流侧有源电力滤波器是针对整流桥装置提出的谐波治理方案。本文从频域角度对三相直流侧APF的补偿性能进行研究,定量分析了电流环带宽与谐波补偿效果的关系。并与传统交流侧APF进行了对比分析,在对相同的整流桥负载进行谐波补偿时,三相直流侧APF的补偿性能明显优于交流侧APF。最后采用平均电流控制策略,完成了三相直流侧APF的设计,并通过实验结果验证了理论分析的正确性     

并联型重复控制器在谐波电流源中的应用

谐波电流功率电源要求输出电流准确地跟踪指令信号。为实现该控制目标,在电流比例反馈闭环基础上引入重复控制策略,提高了输出谐波频率处的系统开环增益,实现大幅提高输出电流跟踪精度的目的。同时,通过分析控制参数对稳定性和稳态误差的影响,得到了控制参数的设计准则,最后,给出一套重复控制参数设计方法。该设计方法在仿真和实验中得到了较好的验证。     

PWM整流器电流控制策略的研究

对三相电压型PWM整流器的电流控制策略进行了研究 ,提出在两相静止坐标系下的预测电流控制和同步旋转坐标系下的PI调节直接电流控制策略 ,并对这两种控制器的性能进行了比较研究 ,最后给出仿真和实验结果     

基于DSP的开关磁阻电机数字电流控制研究

探讨了基于DSP的开关磁阻电机数字电流控制，尝试了包括平均电流PID控制、瞬时电流PID控制和瞬时电流跟踪控制在内三种控制策略的具体,工得到相应的实验结果。     

新型静止无功发生器的控制方法研究

静止无功发生器(STATCOM)是目前性能最好的无功补偿装置,是柔性交流输电系统(FACTS)的基础技术,其控制方法可以分为电流间接控制和电流直接控制。在设计STATCOM装置时,可根据系统要求的不同,控制目标的不同,选取不同的控制方法和主电路结构。     

基于UC3846间接电流型控制直流变换器研究

本文分析研究了基于电感或变压器绕组电压积分的间接电流型控制技术,通过对电感或变压器绕组的电压积分,可以将交变的脉冲波积分成三角波,该三角波能表征开关电流的变化规律,因此可以作为PWM的三角载波,从而实现占空比的调节。文中以推挽正激变换器拓扑为例,对其进行了原理实验研究。     

一种新的准固定频率滞环PWM电流控制方法

提出了一种新的准固定频率滞环PWM电流控制方法 ,该方法在滞环电流控制的基础上 ,引入频率反馈控制 ,使开关频率基本固定 ,解决了目前广泛使用的固定频率电流控制方法具有的次谐波振荡的问题 ,并且具有稳定性好、响应速度快、控制精度高的优点。对现有的固定频率电流模式控制方法和所提出的准固定频率PWM电流控制方法的原理和闭环响应进行了分析 ,并通过实验证实了分析的正确性。     

Development of a large‐current high‐precision pulse power supply

JAEA and KEK are jointly constructing a high‐intensity proton accelerator project J‐PARC. Its main accelerator is a 3‐GeV synchrotron. Its injection bump magnets, especially horizontal paint bump magnets, are excited by large pulse currents. Their rated currents are over 10 kA and pulse widths are about 1 ms. Tracking errors are required to be less than 1%. Multiple connected two‐quadrant IGBT choppers are adopted for their power supplies. Their output currents are controlled by feedback control with minor loop voltage control (m‐AVR). When output current of a chopper intermits at small current, its output voltage rises and current control becomes difficult. In this paper, response of m‐AVR and output voltage characteristics at current intermittent region are studied and an improved control scheme is proposed. The performance is confirmed by a test. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 166(3): 62– 72, 2009; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20783     

幅相控制PWM变流器电流谐波分析及参数选择

从幅相控制的观点出发。用Fourier级数分析方法对变流器的高频模型进行了电流谐波分析。基于分析结果，确定了变流器输入端电感和开关频率的选择方法，并用计算机仿真的方法对理论进行了分析验证，最后给出了实验结果。     

逆变器电容和电感电流反馈方式的比较研究

研究了以电容电流作为反馈量的逆变器电流滞环控制方法,提出实现电路,并从理论、仿真和实验的角度与传统的电感电流反馈方式作比较。研究表明,采用电容电流反馈控制方式,可以使逆变系统的输出电压波形及负载特性得以有效改善。     

无刷直流电动机系统的电流相位闭环控制

分析了实现无刷进流电动机磁场定向运行的最佳超前角，提出了一种带有相位闭环控制的无刷直流电动机系统，完成了超前角的自动调节，实现了系统的磁场定向运行。