二极管钳位型多电平有源电力滤波器的仿真

由于功率器件耐压水平的限制,传统的2电平拓扑结构有源电力滤波器(APF)难以实现对高压非线性负载的谐波补偿.文中采用二极管钳位型多电平变换器,提出了其作为APF运行的方案.对该APF进行了理论分析,提出一种基于重复预测型观测器的无差拍控制方案.该方案采用重复预测型观测器,对指令谐波电流进行预测,可在相同的采样频率下提供更精确的谐波电流预测值,因而可以改善整个系统的控制效果.仿真结果表明该APF适用于高电压及大容量谐波补偿.     

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。     

基于滑模观测器的三电平风力发电并网逆变器无差拍优化模型预测控制

针对中点钳位型(NPC)三电平并网逆变器系统,提出了一种基于滑模观测器的无差拍可优化有限控制集模型预测控制策略。为了降低电网电流谐波量及有功和无功功率的独立控制,采用了基于幂次函数的滑模观测器,实现对电网电压和耦合项进行实时性观测;以滑模观测器为基础,结合空间电压矢量位置信息,提出了基于电流无差拍的优化有限控制集模型预测控制,减少了控制计算量;通过基于中点不平衡电压补偿的性能代价目标函数,提高了控制系统的性能。仿真结果表明了该控制策略的可靠性和有效性。     

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。     

三电平有源滤波器无差拍控制系统

为解决三电平并联型有源滤波器(SAPF)因采样、计算、滤波等原因造成的电流跟踪延时,提出了一种基于简化空间矢量脉宽调制(SVPWM)三电平SAPF无差拍控制策略。建立了二三电平SAPF数学模型,阐述了无差拍控制的原理,并推导了无差拍控制模型。采用抛物线预测算法进行谐波预测,采用简化三电平SVPWM算法进行PWM脉冲调制,并通过浮点型数字处理器DSP实现。仿真试验结果表明,系统具有很好的滤波效果和良好的应用前景。     

多电平APF特定次谐波与预测电流控制策略研究

有源电力滤波器(APF)的动静态性能,与谐波补偿控制策略有密切联系。为了提高APF的补偿性能,此处提出一种特定次谐波控制策略与预测电流控制策略相结合的多电平APF控制策略。其中,特定次谐波控制策略主要补偿谐波含量较大的低频特定次谐波,并实现单次谐波补偿;预测电流控制补偿其余谐波及补偿不平衡电流。基于特定次谐波与预测电流的多电平APF控制策略小功率实验结果表明特定次谐波控制策略和预测电流控制策略可显著降低补偿后的网侧电流谐波畸变率,并可补偿不平衡电流。     

APF改进型指定次谐波电流补偿控制策略

有源电力滤波器(APF)是解决由非线性负载造成谐波污染的有效手段之一。基于多同步旋转坐标系的谐波提取策略,兼顾动态和稳态响应,提出一种改进型指定次谐波电流补偿控制策略。该控制策略通过对各次谐波电流进行比例积分(PI)闭环控制,以达到较好的稳态补偿效果;通过无差拍控制解决系统补偿的动态响应问题,实现了指定次谐波电流的补偿,同时保证了系统的动态性能和稳态精度。实验结果验证了所提改进型谐波电流补偿控制策略的有效性。     

基于扰动观测的PMSM非奇异快速终端滑模电流预测控制

针对永磁同步电机(PMSM)矢量控制中传统的PI控制鲁棒性差和传统的非奇异快速终端控制抖振较大、鲁棒性较差等问题,在速度环采用一种非奇异快速终端滑模(NFTSM)控制策略,同时引入一种高增益扩张观测器实时观测系统的匹配性扰动,将观测值作为电流的前馈补偿,提高了系统的抗干扰能力。在电流环应用一种无差拍电流预测控制策略,使电流环有更好的动态响应和更小的谐波分量。仿真结果表明,所提控制方法可有效改善系统鲁棒性差且滑模抖振过大的问题。     

有源电力滤波器无差拍控制策略的研究

采用了一种检测负载侧与电源侧电流的复合谐波电流检测方法,针对四桥臂拓扑结构的有源电力滤波器(APF),提出了一种新型无差拍控制策略,通过对系统结构的分析建立完整的数学模型,对APF各相输出补偿电流之间的耦合问题进行深入研究并提出相应的解决方法。仿真分析和实验结果验证了复合谐波电流检测算法和无差拍控制策略的有效性和正确性。     

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。     

有源电力滤波器的新型拓扑结构和控制策略

着重介绍了用来抑制谐波和补偿无功功率的几种有源电力滤波器(APF)如并联型、串联型、串-并混合 型、无源有源混合型的拓扑结构。由无源滤波器(PF)与APF组合而成的混合型APF是目前较好的拓扑结构。对 比分析了可影响APF性能的几种适于APF的控制策略如基于空间向量的滞环电流控制、单周控制、无差拍控制 等,这些控制策略随着DSP技术的快速发展可方便地实现数字化,十分适合APF的控制。低损耗、低价格及大功 率、高频率的APF是未来的发展方向。     

基于DSP的有源电力滤波器开关控制策略研究

提出了一种简单有效的三相三线并联有源滤波器(Active Power Filter,简称PFC)控制策略,以实现补偿电流的注入,从而消除非线性负载的谐波电流.通过分析三相三线电压型APF拓扑结构和电流误差与变流器状态之间的关系,提出了以无差拍控制作为APF的控制策略,即三相电流综合误差为最小的控制方法,实现了变流器桥臂的关联控制,加快了计算速度,提高了桥臂动作的效率,具有控制精度高、开关频率低的特点.通过实验,验证了所提出的补偿电流控制策略的正确性和可行性.     

基于数字信号处理器的有源电力滤波器控制方案综述

有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)是补偿电力系统谐波及无功功率的重要装置,其控制的实时性和准确性是实现有效补偿的一个关键.数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)是一种实时计算速度快、精度高的控制器,能满足APF各种控制方案快速响应的要求,并可有效提高控制系统的实时性和准确性.文章介绍了基于DSP的空间矢量调制、滞环电流控制、单周控制、滑模控制、无差拍控制、重复控制、预测控制、模糊控制以及人工神经网络控制这几种APF控制方案的基本原理,指出了它们各自的优缺点.     

基于非线性微分跟踪器的无差拍控制在APF中的应用

文中将无差拍控制和非线性微分跟踪器相结合,利用两者的优势,提出一种基于APF无差拍控制器中引入非线性微分跟踪器,用以补偿负载电流变化扰动APF控制器的影响,从而避免过于复杂的谐波电流提取算法。该算法与传统的APF谐波提取算法不同,可以有效地降低电网电流的THD。仿真和实验结果都证明了所提控制算法方法的可行性。     

单位功率因数与重复预测在APF中的应用

单位功率因数检测法把有源电力滤波器与非线性负载并联等效为电阻性负载,用于谐波检测时准确性高、实时性好。电流跟踪控制采用空间矢量脉冲调制控制策略,通过重复预测环节实现无差拍控制,以提高补偿电流跟踪控制的实时性。在Matlab/Simulink环境下建立三相并联型APF仿真模型进行仿真实验,搭建实验平台并在低压条件下进行实验验证,结果表明单位功率因数谐波检测法及基于重复预测的无差拍控制方案在保证系统稳态精度的同时有效改善了系统的动态响应性能。     

低开关频率下大功率变流器无差拍控制

针对中压大功率变流器低开关频率下因数字化控制延迟导致使用传统电流比例积分(PI)调节器输出电流谐波大的问题,在三电平逆变器数学模型基础上设计了改进的无差拍预测电流调节器,能够有效降低并网电流谐波,尤其减小低次谐波效果显著,较旋转坐标系下电流PI调节器具有更好的动态响应和简便性。最后,仿真和实验结果均验证了该控制策略的有效性和可行性。     

三电平有源电力滤波器的无差拍控制研究

对三电平主电路拓扑结构的并联型有源电力滤波器进行研究,首先介绍了其谐波电流检测方法、三电平主电路数学模型以及无差拍控制策略。针对三相三线制有源电力滤波器,根据所建立的主电路基于abc三相和d-q旋转坐标系下的数学模型,详细阐述了无差拍控制的原理、主电路的离散化模型。并分别提出非线性负载稳定和突变两种运行情况下谐波电流的预测算法。基于MATLAB/Simulink系统仿真分析结果表明,所提出的无差拍控制方法能很好地保证控制系统的精度和动态响应的速度。     

基于有限控制集模型预测控制的SAPF的研究

在并联型有源电力滤波器(SAPF)动态补偿电网谐波过程中,为了快速准确地跟踪并补偿谐波电流,对基于中点箝位三电平逆变器拓扑结构的SAPF进行了分析,提出一种有限控制集模型预测控制策略。首先通过重复预测器对负载电压和电流进行超前两拍的预测,在此基础上利用p-q理论计算出补偿电流超前两拍的参考值,然后根据参考电流值与补偿电流值之间的误差,运用有限控制集模型预测控制器进行反馈校正和滚动优化。仿真及实验结果表明:采用该控制策略的SAPF能有效降低电网电流的总谐波畸变率,具有很好的补偿效果和鲁棒性。     

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。     

基于无差拍控制的有源电力滤波器直接电流控制研究

提出一种基于无差拍控制的有源电力滤波器网侧电流直接控制方法。与传统网侧电流控制法相比,该方法的无差拍电流控制策略在αβ坐标系中实现,抑制了由dq变换引入的严重耦合;引入负载电流基波分量作为网侧电流的给定值,增强了系统的动态响应;对负载电流和电网电压进行前馈补偿,进一步提高了系统的补偿精度。仿真结果表明:改进方法比传统控制法具有更优越的动态性能,且可以实现APF对负载电流谐波分量和无功分量的选择性补偿。