基于MATLAB的广义有源电力滤波器检测方法研究

广义有源电力滤波器(GAPF)是一种普遍适用的高性能新型有源电力滤波器.基于广义瞬时无功功率理论,研究了GAPF指令电流检测的p-q-r法.为消除电流检测中电压畸变带来的检测误差,提出采用数字低通滤波器对电网畸变的电压进行滤波,提取其中的基波电压,在此基础上进行谐波和无功电流的检测.本文利用MATLAB/SIMULINK提供的SimPower工具箱对有害电流检测方案进行了建模,以此作为GAPF的指令电流.仿真结果表明,采用该方法能够精确检测谐波电流等分量,消除电压畸变对结果的影响.     

一种高性能单相电网有源滤波器的设计

设计了一种高性能的单相电网有源滤波器。该有源滤波器主功率回路采用电压源型H桥逆变器,逆变器开关驱动信号为特定消谐PWM开关信号。控制回路采用PI电压跟踪控制,不需实时检测计算负载的无功电流和高次谐波电流,就可以实现同时补偿负载无功及高次谐波电流的需求。分析了滤波器的补偿特性和各主要单元电路的设计方法,实验结果证明该有源滤波器的有效性。     

有源滤波器中新型检测滤波器的设计与研究

有源电力滤波器是一种可有效补偿电网中的谐波及无功电流的新型电力电子装置,而有源电力滤波器中的电流检测过程将直接影响其补偿性能。经过分析可知,检测过程中的低通滤波器对检测的精度和速度有重要影响。为提高电流检测的速度和精度,该文在分析传统低通滤波器工作特性的基础上设计由1个带阻陷波器和1个低通滤波器串联组成的新型检测滤波器,具体分析该检测滤波器的动态响应和幅频特性,并经过仿真和试验进行验证,该新型检测滤波器可在保证精度的基础上将检测时间缩短到约1/3个基波周期,这样能提高检测的实时性,从而能提高有源滤波器的补偿性能。     

一种无滤波器的单相谐波检测方法

针对单相有源电力滤波器（APF）谐波及无功电流检测的问题,提出一种无滤波器的单相谐波检测方法。将各次谐波电流分别分解为正、负序分量的叠加,再通过两相静止坐标系下的旋转叠加以滤出基波电流。无需传统检测方法的数字低通滤波器（LPF）,检测精度、实时性高,并可以应对电网电压畸变等问题。最后仿真验证了检测方法的有效性。     

一种改进的ip-iq谐波检测方法及数字低通滤波器的优化设计

有源电力滤波器的工作性能，很大程度上取决于对谐波和无功电流高精度、实时的检测上。针对有源电力滤波器工程应用的需要，该文提出了对ip-iq方法在检测谐波和无功电流应用上的改进，不仅减少了计算量，还能直接应用于三相三线制、三相四线制和单相系统谐波和基波无功电流的检测。针对电网中谐波电流相对基波电流较小的特点，该文进一步提出了采用均值滤波器来改善ButterWorth低通滤波器特性的数字低通滤波器优化设计新方法，使其能更好的适应电网谐波和基波无功电流检测的需要，从而使整个检测系统可以同时获得良好的检测精度和令人满意的动态响应速度。     

有源电力滤波器谐波及无功电流检测的不必要性(一)

从并联型有源电力滤波器(APF)直流侧电容电压以及APF电流的双闭环控制角度出发,分析和探讨了谐波及无功电流检测对APF补偿精度的影响.结果表明谐波及无功检测信号只不过是电容电压闭环系统中的一个前馈补偿信号,其存在不但不能提高反而影响谐波及无功的稳态和动态补偿精度.通过进一步研究和比较负载电流突变时APF补偿电流的跟随性能,得知谐波及无功检测信号对提高APF跟随负载有功电流分量突变能力的作用也十分有限,因此认为经典APF的谐波及无功检测是不必要的.     

畸变电压下单相电路谐波和无功电流综合检测方法

在现有单相电路基波电流分离法基础上,分析了锁相环相位检测误差和畸变电压对谐波和无功电流检测的影响,得出由锁相环及畸变电压引起的相位检测误差不影响谐波电流的检测,但对谐波和无功电流的综合检测以及直流侧电压调整有影响的结论.提出了一种谐波和无功电流综合检测新方法,采用无锁相环、提取功率角的方式,实现了畸变电压下单相电路谐波和无功电流的综合检测.仿真结果验证了该检测方法应用于有源电力滤波器中的有效性.     

一种新型有源滤波器谐波提取方法和控制策略

提出并实现了一种能在电网电压存在畸变和不对称条件下准确提取电网中谐波和无功电流的检测方法。从矢量分析角度出发,通过对三相电网电压和电流矢量在dp坐标系下进行投影变换,实现谐波和无功电流的提取。补偿电流采用预测电流控制,获得了较好的补偿特性和控制精度。对5kVA有源滤波器和150kVA混合滤波器的实验结果验证了所提出方法的可行性和正确性。     

变电站谐波抑制与无功补偿的大功率混合型电力滤波器

阐述了一种用于高电压变电站谐波抑制与无功补偿的大功率混合型电力滤波器。该系统包括无源滤波器和有源滤波器两部分，其中有源电力滤波器能同时补偿大容量变电站的功率因素和电流谐波。文章提出了大功率混合型电力滤波器的一种配置，讨论了其工作原理，给出了无源滤波器的设计和有源滤波器的谐波电流注入分析。阐述了有源滤波器中基于DSP的数字控制器。最后，仿真结果和实际工程应用都证明这个系统有着良好的无功补偿和谐波滤波性能。     

APF谐波电流检测的积分法与低通滤波法的比较研究

积分法和低通滤波法都是以非线性负载电流的Fourier级数表示为理论依据的两种有源电力滤波器(APF)谐波与无功电流检测方法.为了弄清楚这两种方法的检测性能孰优孰劣,建立了对这两种方法进行比较研究的MATLAB仿真模型,在此基础上,对这两种方法在电源电压无畸变、电源电压发生畸变和电源频率发生变化时进行了仿真比较.比较研究发现:在电源电压无畸变时,当负载电流处于稳定状态时,积分法的检测精度高于低通滤波法的检测精度,当负载电流处于变化状态时,积分法的跟踪速度快于低通滤波法的跟踪速度;在电源电压发生畸变时,积分法与低通滤波法的检测精度无明显差别;在电源频率发生变化时,低通滤波法的检测精度明显地高于积分法的检测精度.     

三相四线制有源电力滤波器的研究及仿真

分析了三相四线制四桥臂有源电力滤波器的工作原理,提出基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法。建立了四桥臂带输出电感的三相四线制的数学模型。基于dq0坐标系下数学模型,采用电流内环的基于前馈解耦PI控制方法,以及PI参数的设计方法。利用三维空间矢量脉宽调制技术(3D-SVPWM)进行电流跟踪控制逆变器的输出,易于数字实现,直流电压利用率高。通过Matlab仿真及试验证明了三相四线制有源电力滤波器系统对三相不平衡四线制系统的三相谐波及无功电流与中性线电流有效的补偿效果。     

基于系统电流检测的并联有源电力滤波器新型数字控制方法

提出了一种基于系统电流检测的并联有源电力滤波器数字控制方法,应用于以PWM(Pulse Width Modulation)电压源型变流器为主电路结构的并联有源电力滤波器中,对三相三线制系统中非线性负载的谐波和无功电流有理想的补偿效果.该控制方法只需检测系统电流和直流侧电压,无需参考电流,与传统控制方法相比具有检测量少、计算简单等优点.文章给出了理论分析和仿真结果,并以ADMC326(DSP)为控制核心设计了一套三相并联有源滤波器实验装置.仿真和实验结果证明了所提出控制方法的可行性和有效性.     

并联有源电力滤波器的自适应重复控制

在现有电力有源滤波器重复控制方法的基础上,提出了自适应负载谐波电流数字检测方法和重复控制自适应信号发生器。基于瞬时无功功率理论,在d-q坐标系中实现谐波电流的数字检测算法,并引入自适应的每基波周期采样点数kmax消除电网电压频率变化的影响。采用比例控制与重复控制并联用于输出波形控制。实验结果证明了这种自适应的谐波电流检测和数字重复控制方式的有效性。     

用于无功电流检测的ⅡR数字滤波器设计

在无功补偿技术中,对无功电流进行检测时,低通滤波器(LPF)的设计是关键问题之一.针对无功电流的检测方法,以瞬时无功理论为依托,对检测过程进行了推导.并通过Matlab编程设计了不同的ⅡR数字滤波器,对它们的设计思路、性能指标进行了对比研究,经过比较选出合适的LPF.选用以QuartusⅡ6.0为设计平台设计开发了基于...     

基于双自适应滤波的谐波电流综合检测法

针对在电压畸变及不对称时,自适应滤波的参考输入较难获得问题,提出一种基于双自适应滤波的负载电流中谐波、无功及负序电流的综合检测方法。该方法先对系统电压进行序分解,得到其中的正序分量,再通过自适应滤波器得到其中的正序分量中的基波成分,将其作为电流自适应检测的参考输入。利用Matlab对提出的检测方法进行仿真研究,结果表明该检测方法能够有效地进行负载电流中谐波、无功及负序电流的综合检测,而且电网电压的波形畸变及不对称对检测结果没有影响。     

改进型的i_d-i_q谐波检测方法研究与仿真

准确、快速、易于实现的谐波检测方法对有源电力滤波器的控制十分重要。在总结现有谐波检测理论的基础上提出了一种谐波检测方法,该方法不受电源电压畸变影响。通过对三相电源电压的预处理分离出电压正序分量,进而利用d-q变换实现了电流基波正序有功分量的准确检测。研究结果表明,该算法在理想电网电压和畸变电网电压条件下,均能获得正确的基波正序有功和无功电流,为在有源电力滤波系统中实现对谐波电流、无功电流和不对称分量的综合补偿提供了合理的参考指令电流。     

基于载波相移技术的H桥级联高压APF研究

作为高压电力有源滤波器(APF)的预研,采用数字信号处理芯片TMS320F2812为核心搭建了三相H桥级联APF实验样机。以基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测算法为基础,对相电流进行分解并进行数学分析,提出一种新的三相谐波及无功电流检测方法,可省去常规谐波及无功电流检测p-q法和ip-iq法中的2次坐标变换,节省控制器计算时间。仿真及实验结果表明实验样机可有效实现谐波补偿。     

同相牵引供电系统中无锁相环的电流检测方法研究

为了实时准确的补偿同相铁路负载侧的基波无功电流与谐波电流,使三相电源侧的功率因数为1,从而达到三相平衡。传统的方法是利用三角函数正交特性,用加法器,乘法器,积分器,锁相环来实现基波有功电流与无功电流的检测。虽能避免大量的矩阵与反矩阵的运算,使整个电路成本变低,易于实现,但由于单相锁相环特有的相位延时,使得在锁定电压会产生初期的相位偏差,加上低通滤波器固有的延时,严重影响了电流检测的动态性能。基于上述问题,考虑到均值滤波器特有的快速响应性能,文章提出一种基于Scott平衡变压器同相牵引供电模型下的负载基波有功电流与基波无功电流的改良检测方法,用均值滤波器来替代传统的低通滤波器与单相锁相环来锁定被测电压的相位与频率,从而使检测的基波有功与无功电流更加的准确,理论分析与仿真验证了该方法的可行性与优越性。     

一种检测单相电路无功与谐波电流的跟踪算法

有源滤波器是改善电能质量的一种有效手段,它要求快速准确地检测出负载电流中的谐波和无功分量.针对单相系统瞬时谐波与无功检测方法算法复杂的问题,根据有功和无功功率定义,提出一种检测单相瞬时无功与谐波电流的快速跟踪算法.该方法通过在一个计算周期内,用低通滤波器和锁相环电路得到与电源电压基波同相频的标准正弦波与负载电流乘积后,采样存入采样数据存储队列,然后比较队列中基波周期前后一段数据来快速跟踪有功电流,从而得到实际补偿的谐波和无功电流.仿真表明该方法正确可行,在一个周期内可以实现对补偿电流的准确提取,而且对电流变化跟踪效果好,防干扰能力强.算法简单快速,只需两个乘法器,易于实现.     

一种新的基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测算法

有源电力滤波器如果要同时补偿谐波及无功电流,能精确检测基波有功电流极为重要.针对传统ip-iq算法在三相电压不对称时,基波有功电流和无功电流的检测存在误差,提出了一种新的谐波电流检测算法,用α相正序基波电压eα来代替传统ip-iq算法中的锁相环单元,并对这两种算法进行仿真研究,结果表明在三相电压不对称时,仍能精确、快速、实时地检测基波有功和无功电流,值得应用推广.