基于电流环复合控制的有源电力滤波器

针对有源电力滤波器电流环单纯数字PI控制补偿性能有限.提出基于数字PI控制和数字重复控制的复合控制系统.将PI控制器和重复控制器并联在控制系统电流环的前向通道,共同对系统的输出产生影响.利用数字PI控制改善系统的动态特性,利用重复控制改善系统的稳态跟踪性能.提出电流环PI控制器、重复控制器和复合控制系统的结构,并在同步旋转坐标系下,对其进行控制性能分析,详细推导和分析复合控制系统中重复控制器的设计方法、补偿性能及稳定性.进行三相并联型有源电力滤波器的研制和试验研究,结果证明该控制器在稳态运行时能将电网电流的THD值从30%降到3%,而其动态性能尽管有低通滤波器的影响也仅有半个基波周期(10ms)的延时.理论分析、仿真结果和试验结果均证明所提出的基于数字PI控制和数字重复控制的三相并联型有源电力滤波器复合控制可以兼顾系统动态特性和稳态特性.     

三相并联型有源电力滤波器补偿电流性能分析与改进

三相有源电力滤波器通常用来补偿非线性负载所引起的谐波和无功电流。在有源电力滤波装置中，其补偿性能的好坏，很大程度上取决于控制器的设计。但由于非理想因素的影响，例如输出电流环路带宽有限、检测电路的延时、指令电流的产生等，都会影响补偿效果，而传统的PI控制由于带宽有限不能实现无静差输出。为了提高三相并联型有源电力滤波器的补偿性能，该文在同步旋转坐标系下提出了一种理想的电流控制策略即基于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。实验结果和理论分析充分证明了所提并联结构电流控制器的可行性。     

有源电力滤波器控制延时补偿方法研究

传统基于ip-iq法的有源电力滤波器,谐波电流检测环节中低通滤波器会带来信号的延时,同时采用数字化的控制系统也不可避免的引入延时,这必然会影响到有源电力滤波器的性能.通过分析各部分的延时特性,提出了一种基于选择控制来补偿控制延时的方法,分别针对稳态和暂态采用不同的控制策略,保证了暂态的快速跟踪性能,提高了稳态补偿精度.仿真结果验证了所提方法的有效性.     

并联有源电力滤波器典型重复控制策略的分析与改进

目前并联有源电力滤波器采用的典型重复控制通常由PI控制与重复控制并联构成,存在中频段开环增益不足的缺点,且PI控制器同时存在于前向通道与反馈通道中,动态补偿效果不佳。提出了改进的重复控制策略,利用PI控制构成电流内环,对控制对象的中低频段特性进行校正,提高控制系统鲁棒性。利用前向通道中的重复控制器提供对谐波信号的高增益,提高了有源电力滤波器的中频段带宽。同时利用参考电流信号前馈至PI控制电流内环,充分保证控制系统的动态性能。仿真和实验结果验证了所提出控制策略的正确性和有效性。     

基于CPT谐波检测的SAPF系统设计

在我国煤炭生产领域,大量的大功率非线性变流装置引发谐波污染,导致整个供电系统供电质量的下降,影响煤矿生产安全。并联型有源电力滤波器已经在电网谐波治理方面显现优势。文章以三电平并联型有源电力滤波器为研究对象,采用CPT方法检测电网谐波,以重复控制和PI控制相结合的复合重复控制方法,针对电网谐波进行补偿,实验验证了控制系统的性能及稳定性。     

有源电力滤波器电流控制研究

传统PI无法实现有源电力滤波器无静差谐波补偿,于是本文提出了两种输出电流控制策略：PI控制和重复控制并联运行的复合控制技术与指定次数无静差控制技术。PI控制和重复控制并联运行的复合控制技术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。指定次数无静差控制技术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。     

有源电力滤波器补偿电流的性能分析

为了提高并联型有源电力滤波器（ APF）的补偿性能,在同步旋转坐标系下提出了一种理想的电流控制策略,即基于数字PI控制和重复控制并联结构的复合电流控制方法。利用重复控制对于周期扰动信号无差跟踪的特点来提高有源滤波的稳态精度,PI控制保证APF的动态性能。试验结果和理论分析结果表明,并联结构的补偿电流控制器是可行的。     

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.     

三相三线并联型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,本文提出了两种输出电流控制策略:PI控制和重复控制并联运行的复合控制技术与指定次数无静差控制技术。PI控制和重复控制并联运行的复合控制技术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。指定次数无静差控制技术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,但其工业现场应用仍需进一步验证。     

有源电力滤波器延时分析

有源电力滤波器作为动态谐波治理装置对系统实时性的要求很高,而其数据采集和数字化控制系统中不可避免的存在延时。分析了数字化有源滤波系统产生延时的原因,探讨了延时对有源电力滤波器性能产生的影响,同时提出了有效减小延时以提高有源电力滤波器补偿性能的方法,所得的结论能够对混合型有源滤波装置的设计和参数选型提供有益的指导。     

基于重复控制的有源电力滤波器6k±1次谐波补偿

采用重复控制(RC)有利于提高有源电力滤波器(APF)的补偿性能。针对三相整流电路产生的6k+1次谐波为正序量,6k-1次谐波为负序量的特点,提出了dq旋转坐标系下的选择性RC内核,用于补偿6k±1次谐波。为消除该RC内核存在的N/6拍延时不为整数的影响,引入基于Thiran近似法的无限脉冲响应(IIR)滤波器来逼近所需的分数延时特性,提高系统补偿性能。采用重复控制器串联比例—积分(PI)控制器的复合控制结构,并对该复合控制系统进行了理论推导及稳定性分析,进而给出了控制器的详细设计方法。最后通过仿真验证了所提方法的有效性和优越性。     

基于BP神经网络递推积分PI-重复控制在微电网APF中的研究

为改善有源滤波器(APF)在微电网运行中对谐波起到抑制作用及补偿电能质量的能力,提出了一种适用于微电网有源电力滤波器中的BP神经网络递推积分PI-重复控制策略。结合并联型APF拓扑结构,在传统PI控制算法基础之上引进BP神经网络算法及递推积分函数,根据跟踪误差变化趋向将PI控制参数进行实时、快速整定,进而满足最优化要求。并与重复控制进行并联,提高跟踪稳态误差能力,保证系统运行的稳定性。建立并联型APF仿真模型和实验装置,通过仿真对比验证了所提出的控制策略能够很好地提高响应速度和补偿精度,提高了有源电力滤波器的鲁棒性。     

单相有源电力滤波器L2增益重复控制新方法

提出一种适合于单相有源电力滤波器的L2增益重复控制新方法。这种方法在所建立的考虑干扰和参数摄动影响的单相有源电力滤波器端口受控哈密顿系统平均化模型基础上,首先通过对误差系统方程的等价变换,将参数摄动的影响转化为周期干扰的一部分;而后设计L2增益重复控制方法,利用重复控制对周期干扰进行补偿,利用L2增益控制确保重复控制的收敛性和对控制目标的渐近跟踪,并抑制非周期干扰对控制效果的影响;此外,该方法还采用在大电容情形下忽略波动量影响的方式克服了准确在线计算直流电容参考电压波动量的困难。仿真实验中通过与采用传统PI控制策略和L2增益控制方法时的结果进行对比,验证该文所提出方法的正确性和有效性。     

基于误差迭代PI和改进重复控制的APF补偿电流控制

针对电网谐波污染日益严重的情况,为提高有源电力滤波器(APF)的稳态补偿精度和动态响应性能,从谐振控制器的角度出发,对传统重复控制进行改进,并针对控制对象优化得到最优重复控制参数。同时,为了克服重复控制延时一个周波响应的动态性能缺陷,提出了一种误差迭代比例—积分(PI)控制法,在提高系统动态响应速度的基础上尽可能保证稳态精度。最后,对重复控制的嵌入形式加以改进,通过设置指令前馈通道优化控制结构,得到了改进复合控制的优化结构,实验和仿真结果验证了所提出控制策略的准确性和有效性。     

一种具有频率适应性的nk±m次谐波重复控制策略及其在四桥臂APF中的应用

针对重复控制动态性能和频率适应性差的缺点,提出一种具有频率适应性的nk±m次谐波重复控制器,采用该重复控制器的有源电力滤波器可以选择性地补偿nk±m次谐波,满足不同应用场合的需求;与传统重复控制CRC(conventional repetitive controller)相比,该重复控制器具有延时时间小、动态响应速度快等优点。当电网电压频率波动时,该重复控制器通过采用新型有限冲激响应FIR(finite impulse response)滤波器逼近CRC内模无法实现的小数延时部分z~(-F),并根据电网实际频率快速调整FIR滤波器的系数,实现其对电网频率变化的适应。仿真结果验证了该重复控制器的有效性和优越性。     

基于复合控制的并联有源滤波器的仿真研究

并联有源滤波器是消除电网中非线性负载产生的电流谐波的有效手段。针对PI控制器在并联有源滤波器中的局限性,将重复控制和PI控制器并联用于并联有源滤波器输出电流波形的控制。笔者在给出并联有源滤波器主电路结构的基础上,介绍了一种基于瞬时无功功率法的谐波检测方法及基于重复控制和PI控制的复合控制策略。最后,通过MATLAB/Simulink对所提控制策略进行了仿真验证。仿真结果证明了该控制策略的有效性。     

单相并联型有源电力滤波器电流复合控制

为提高单相并联型有源电力滤波器(Active Power Filters,简称APF)的补偿精度,提出了一种静止坐标系下PI和重复并联运行的电流复合控制策略,其中PI控制主要保证系统的动态性能,基于内模原理的重复控制可以显著提高APF输出电流对负载谐波电流的跟踪精度。对单相APF中的复合控制策略参数进行了设计,理论研究和实验结果表明复合控制策略可以有效提高单相APF的滤波性能,总谐波畸变率降低到3.8%,达到谐波补偿的国家标准。     

并联有源滤波器控制策略研究

有源滤波器(APF)是消除电网中非线性负载产生的电流谐波的有效手段,本文分别对并联APF和并联混合APF的控制策略进行了研究。针对某一类非线性负载,提出了一种在单一同步坐标系下的复合控制器,包含PI和重复控制器。该复合控制器结合了PI和重复控制器的优点,能够消除稳态误差和改善系统鲁棒性。本文详细研究了复合控制器的设计方法,对控制系统稳定性进行了分析。所提控制方法在三相并联有源滤波器系统进行了验证,实验结果证明了所提出的混合控制器具有优异的性能。将有源滤波器(APF)和无源滤波装置(PF)结合起来构成混合有源滤波器(HAPF)是当今的发展趋势,既弥补了无源滤波装置的固有缺陷,又能充分发挥有源滤波器的优势。本文对无变压器型混合并联有源滤波器的设计原则进行了研究,提出了具体的设计方法以及电感值和直流母线电压之间的关系。同时,分别给出了HAPF进行补偿负载电流谐波和阻尼电网电压谐波放大这两种不同应用时的控制策略,对其滤波和阻尼特性进行了详细的分析。为了改善HAPF性能,在控制策略中引入了广义积分控制器。实验结果证明了混合并联滤波装置的优异性能。