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.     

极端负荷下并联有源滤波器谐波补偿方法

对畸变电流信号的无静差追踪不能通过单一的PI控制完成,为提升电网电流质量,提出极端负荷下并联有源滤波器谐波补偿方法。创建极端负荷下三相四线制系统中并联有源滤波器的主电路拓扑结构,获得需补偿的畸变电流。建立基于SAPF控制与PI控制的复合控制系统,以畸变电流信号的基波周期特性为依据,重复控制误差信号,以提高追踪信号的稳定性与精准性。在此基础上,融入固定次数无静差控制技术,实现并联有源滤波器谐波补偿。搭建三相四线制系统平台进行实验,结果表明,该方法可降低电流畸变率,改善电流波形的正弦度,具有优越的动态性能与稳态性能。     

指定次补偿型并联有源滤波器的控制策略研究

为提高有源电力滤波器补偿的灵活性和补偿精度,提出了一种以传统PI为内环,重复控制为外环的双环复合电流控制器。给出了设计方法和动态性能、稳态性能分析。并提出了将基于多同步旋转坐标的指定次谐波提取与双环复合控制相结合实现无静差指定次谐波补偿的复合控制策略。仿真和实验结果证明了研究内容的有效性和正确性。     

并联型有源电力滤波器的延时补偿控制

为了补偿控制延时对并联型有源电力滤波器常规PI控制的影响,提出了一种新型比例控制与重复控制相结合的延迟补偿控制方案。建立有源电力滤波器的离散解耦模型,指出延时使PI控制性能恶化,在此基础上引入重复控制补偿跟踪误差,保留PI控制中的比例环节使控制系统保持一定的快速性,通过详细分析确定复合控制系统的各种参数,使有源电力滤波器精确补偿非线性负载产生的谐波电流。应用Matlab进行仿真,结果表明,该方法使有源电力滤波器具有良好的稳态和暂态性能,验证了所提方法的正确性和有效性。     

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。     

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。     

高补偿精度并联型有源电力滤波器的控制策略

并联型有源电力滤波器能有效地抑制电网中的谐波电流,而其补偿精度取决于电流环控制器的设计。由于电流环参考和反馈电流由许多次谐波叠加而成且传统的比例积分控制器(PI控制器)带宽有限,因此控制器不能实现无静差输出。为此首先分析了传统单PI控制器在大容量有源电力滤波器应用中的局限性。然后提出了一种以T型滤波器(LCL滤波器)为控制对象的PI内环,重复控制器外环构成的双环复合控制策略用来改善输出电流波形,并给出了详细的设计方法和稳定性分析。该控制器对奇次、偶次谐波电流以及不平衡负载条件下的负序谐波电流均具有很高的补偿精度,且易于实现。仿真和实验结果证明了复合电流控制器在大容量有源电力滤波器应用中的有效性。     

基于改进比例谐振控制的有源电力滤波器研究

提出了一种基于人工神经网络的自适应谐波检测方法,可以实时并行检测指定各次谐波的幅值和相位,具有原理简单、自适应性强等特点.提出了基于比例谐振控制的有源电力滤波器控制策略,实现对电力系统特定次数谐波的实时无静差控制.仿真试验证明了该方法的可行性和有效性.     

基于重复-PI的复合控制应用于并联有源滤波器研究

并联有源电力滤波器的工作原理是主电路向电网注入大小相等、方向相反的电流量来达到谐波抑制,其性能主要包括动态响应速度和稳态补偿精度。PI控制应用于谐波抑制具有动态响应快、稳态精度低的特点,重复控制具有稳态精度高、动态响应慢的特点,为综合两者的优点,提出将重复控制与PI控制进行串并联的复合控制策略：先将一重复控制与PI控制构成串联复合,再将串联复合与另一重复控制并联构成串并联复合。并将其与PI控制、串联复合控制和并联复合控制的谐波补偿性能分别进行了仿真对比研究与实验验证。仿真结果表明串并联复合控制具有更好的谐     

基于复合控制的改进型级联STATCOM控制策略

作为当前广泛应用的无功补偿装置,静止同步补偿器(STATCOM)在进行无功补偿的同时,还可以实现对谐波及不对称分量的补偿功能。STATCOM进行多目标补偿时,比例积分(Proportion-Integral,PI)控制难以实现对谐波及不对称分量的无静差控制。为此,提出将一种改进型重复控制技术引入谐波及不对称分量的跟踪控制中,建立了基于重复控制和PI控制的复合控制器的模型,该控制器既可实现对直流信号的快速跟踪控制,又能显著加快对交流信号的响应速度。针对特征谐波的选择性补偿,采用dq坐标变换及递归傅立叶变换(DFT)相结合的电流检测方法。最后,基于多FPGA控制架构搭建了基于H桥的级联STATCOM仿真与实验平台,并通过仿真及实验来验证控制策略的合理性。     

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.     

计及降阶混合控制算法多逆变器并联系统谐振抑制策略

针对LCL型多逆变器并联系统的3类谐振问题,提出了一种降阶新型混合控制算法的谐振抑制策略.该谐振抑制策略基于逆变器分层控制结构,将电流预测模型控制与二自由度控制原理相融合.其中,电流内环控制层采用电流预测模型控制消除其PI控制器及PWM调节器,实现电流内环传递函数单位化;电压外环控制层利用二自由度控制原理,构建被控对象逆模型,实现电压外环传递函数单位化.控制层内、外环的传递函数单位化使谐振传递函数分子、分母间最高阶差降低,从而使得谐振传递函数的伯德图中无谐振尖峰.最后,基于MATLAB/Simulink平台进行仿真验证,结果表明面对不同的谐波源,所提策略均能够保证并网电流的总谐波畸变率小于4％,可有效抑制多逆变器并联系统的谐振.     

基于d-q坐标系的有源电力滤波器双闭环控制策略的研究(先确认排版稿正确)

一般对于普通工业负荷来说,要求有源电力滤波器滤除50次以内的谐波电流。传统的PI控制只能对直流分量进行无差控制,而且其带宽也不够。为了解决这个问题,文章对在d-q同步旋转坐标下前馈解耦的电流环控制器进行改进,引入重复控制与参数自调节模糊PI控制并联的复合控制策略,对重复控制回路参数进行了优化设计。对于传统的电压外环PI控制策略,因其参数整定复杂,且当系统负荷剧烈变化时无法保持稳定而产生大量纹波,鲁棒性差,对此文章采用模糊-PI双模控制策略。对于上述控制策略,在计算机上搭建其仿真模型,结果表明复合控制策略较PI控制策略具有更快的动态响应速度和更高的谐波补偿精度,而直流侧引入模糊-PI双模控制策略较之传统PI控制鲁棒性更好,且响应迅速。     

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。     

一种新型并网逆变器重复电流控制策略的研究

为实现并网逆变器输出电流对指令电流信号的无静差跟踪,介绍了一种新型重复控制器设计方法,采用改进型内模和插入式结构,以获取良好的稳定性和优异的动态响应速度,建立被控对象的模型。分析了新系统的稳定性条件和性能,介绍了重复控制器零相移低通滤波器设计方法。通过合理配置,提高了系统的稳定性,简化了补偿器设计。利用Matlab/Simulink软件对理论推导和分析进行了仿真验证。仿真结果表明,控制方式可降低并网电流谐波畸变率并兼具良好的动态和静态性能。     

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。