注入式混合型有源电力滤波器直流侧电压控制新问题及其解决方案

新型注入式混合型有源电力滤波器(hybrid active power filter with injection circuit, IHAPF)的有源部分不承受基波电压,因而更适用于高压系统的动态谐波治理和大容量的无功补偿。其拓扑结构中包含基波谐振支路,决定了其直流侧电压很难通过对逆变器的基波有功电流的控制来维持平衡。一般采用不可控整流电路来维持直流侧电压。然而这种方式在装置接入点电压为非理想电压时,逆变侧的能量倒灌常常会引起直流侧电压的抬高甚至飙升,进而影响系统的补偿性能,甚至危及系统的安全运行。该文分析IHAPF系统直流侧电压抬升的原因,提出了滤波器结构选择、优化注入支路参数及直流侧采用PWM可控整流电路等方法来保证直流侧电压的稳定。仿真结果和某变电站注入式混合型有源电力滤波系统的现场运行数据证明了所提方法的正确性和可行性。     

一种新型注入式混合有源电力滤波器

针对传统的注入式混合型有源电力滤波器(IHAPF)的有源部分与基波谐振支路间会产生很大基波环流的问题,本文提出了一种新型注入式混合型有源电力滤波器拓扑结构以提高系统的安全性。本文首先分析了IHAPF系统基波环流产生的机理,并提出了能有效抑制基波环流的新型注入式混合型有源电力滤波器拓扑结构;然后,从串联谐振支路谐波分压和并联谐振支路谐波分流两个方面分析了新型结构的优越性。最后,仿真与物理实验结果表明,该结构不仅能够有效地解决中高压系统中大容量无功和谐波综合治理的难题,还可以抑制传统注入式结构中存在的基波环流,大幅度提高了装置的安全可靠性。     

注入式混合型有源电力滤波器直流侧过电压产生的机理及抑制方法

注入式混合型有源电力滤波器是一种应用较为广泛的谐波治理装置,一般采用不可控整流电路来维持直流侧电压.但是当电网谐波电压含量较高时系统中存在的直流侧过电压现象严重威胁着有源滤波系统的安全,目前对这方面的研究很少.本文在分析注入式混合型有源电力滤波器工作原理的基础上,着重探讨了IHAPF系统直流侧过电压产生的机理.从谐波治理效果和系统安全性等方面研究了直流侧过电压对注入式混合有源滤波系统性能产生的影响,提出了从优化注入支路参数和改进APF主电路结构等方面提高系统安全性的方法.根据本文所述方法,为某冶炼厂研制了"注入式混合型大功率有源滤波系统",运行结果表明了该方法的有效性.     

双谐振注入式混合有源电力滤波器及控制方法

提出了一种新型双谐振注入式混合有源电力滤波器(DIHAPF),注入支路由基波串联谐振支路和并联谐振支路组成,在保证补偿谐波电流注入能力的同时,避免了单谐振注入式混合有源电力滤波器(SIHAPF)高压配电网应用时容易无功过补的问题;建立了适用于高压配电网的注入式混合有源电力滤波器(IHAPF)的通用电气模型.给出了注入支路参数设计依据;此外,提出了一种适用于DIHAPF的基于广义积分预处理的比例积分(PI)控制方法,通过对负荷侧电流进行广义积分预处理获得电压参考信号,对有源部分交流侧输出电压进行闭环控制.实验及仿真结果证明了所提出的新型双谐振注入支路有效提高了IHAPF的应用电压等级,该控制方法在保证谐波电流控制精度与动态响应速度的同时,大大简化了控制计算过程,易于工程实现.     

适用于电气化铁路的单相注入式混合有源滤波器

提出了一种适用于电气化铁路的新型单相注入式混合有源滤波器。这种新型有源电力滤波器能够补偿一定的无功,注入支路通过添加基波谐振支路的方法大大降低了有源滤波器的容量,克服了电网基波电压对装置的影响。并详细分析了系统的滤波原理,提出了基于卡尔曼增益自调整的改进型动态谐波含量估计方法,能够快速准确的跟踪检测电网谐波电流,并且克服了电力机车等冲击性负荷引起的电网电压畸变对谐波检测精度的影响;提出了基于逆变器两侧能量平衡的电流控制方法使有源部分吸收或释放一定有功或无功功率及产生与注入支路回灌谐波电流相反的抑制电流,然后联合电网谐波电流跟踪控制以获得系统参考信号,保证了直流侧电压的稳定,提高了装置可靠性,增强了系统滤波性能。仿真和实验结果表明这种新型单相注入式混合有源电力滤波器可靠性较高,满足电气化铁路所带电力机车等冲击性负荷的要求,可获得良好的滤波效果。     

串联谐振注入式混合型有源电力滤波器及滤波特性分析

以工程应用为背景,结合注入式有源电力滤波设备在实际应用中存在的问题,提出了一种适用于中高压电力系统的串联谐振注入式混合型有源电力滤波器(SRIHAPF)的新型拓扑结构,该结构能够在电网电压畸变比较严重时仍然安全稳定工作,并通过基波谐振支路谐波分压和串联谐振支路谐波分流两个方面探讨了新型结构的优越性.在分析了SRIHAPF基本工作原理的基础上,对其主要工作特性进行了研究,包括谐波补偿特性、谐振抑制特性以及SRIHAPF系统稳定性.仿真和实验结果验证了理论分析的正确性.     

注入式混合型有源滤波器研究

提供了一种大容量、低成本的注入式混合型有源滤波器以适用于高压系统同时进行谐波抑制和无功补偿,其中,利用大容量无源滤波器实现谐波抑制和无功补偿;采用有源滤波器改善系统滤波效果并阻尼无源滤波器与系统阻抗之间的串、并联谐振。讨论了采用检测电网电流的控制策略时,注入式混合型有源滤波器的工作原理,其基本思想是通过对有源部分进行适当控制来等效增大电网支路的谐波阻抗。从抑制电网阻抗与无源滤波器之间的串、并联谐振,改善无源滤波器的滤波效果以及提高整个系统的鲁棒性3个方面详尽分析了注入式混合型有源滤波器的稳态补偿特性。相关仿真结果及工程应用效果均证明了该混合型有源滤波器对于同时进行谐波抑制和无功补偿的可行性。     

一种改进型并联混合有源电力滤波器及其控制

针对并联混合型有源电力滤波器谐波电流注入支路中存在阻塞谐波电流注入的阻抗问题,提出一种改进注入支路的并联混合型有源电力滤波器,使谐波注入支路上不存在影响补偿谐波电流注入电网的阻抗。根据该新型电路结构,通过分析谐波补偿和基波有功电流控制的原理,得出有源部分逆变器输出电压目标值的计算公式,并提出一种新的定频滞环电压控制方法用于控制逆变器输出电压,从而间接地实现了谐波补偿电流和直流侧电容电压的精确控制。最后,通过PSIM仿真实验和物理装置模拟实验验证本文所提新型注入支路和定频滞环控制方法的可行性和有效性。     

电能质量治理与降损节能技术研究

针对注入式混合有源电力滤波器中注入支路存在谐波注入能力与无功过补互相矛盾的问题,研发了双谐振注入式混合型有源滤波器.该滤波器具有突出的谐波注入能力,谐波治理效果显著,可补偿大量的电容性基波无功,并能有效防止电网无功过补.以某110 kV变电站为例,就其电能质量治理需求提出了相应的治理方案.     

单独注入式混合型有源电力滤波器复合控制策略的研究

本文建立了单独注入式混合型有源电力滤波器的电气模型。根据此模型综合比较了混合型有源电力滤波器的两种常用控制策略,提出了一种基于检测电网谐波电压与谐波电流的混合有源电力滤波器复合控制方案,并对其补偿性能和抑制电网频率和系统阻抗变化的影响进行了分析。为了实现系统的无差控制,提出了基于递推积分的PI算法,并且由模糊推理在线整定比例系数和积分系数,该算法能有效地提高系统的动态和稳态性能。仿真和实验结果表明采用这种复合控制的注入式混合有源电力滤波器能达到较好的滤波效果。     

注入式混合型有源电力滤波器的研究

根据配电网10kV高压侧对大容量谐波抑制与无功补偿的要求,提出注入式混合型有源电力滤波器拓扑结构(IHAPF),详细阐述了IHAPF的谐波抑制特性.同时结合某铜箔厂大型整流装置谐波抑制和无功补偿的工程实例,介绍了IHAPF的设计方法和软硬件构成,并从项目成本和治理效果两方面分析了IHAPF的应用优势.     

注入式混合型有源电力滤波器设计及其工程实现

提出一种适用于高压大容量场合的注入式混合型有源电力滤波电路(IHAPF);介绍了该滤波器的基本工作原理;给出了滤波器主电路系统参数设计思路和控制器的DSP实现方案。最后,针对某企业的工程实际情况,给出了注入式混合型有源电力滤波器的具体实现方案和参数。现场运行数据表明,提出的设计思路和方案是可行的。     

注入式混合型有源电力滤波器控制器的研制

针对配电网10 kV高压侧对大容量谐波抑制和无功补偿的要求,提出了注入式混合型有源电力滤波器(IHAPF)拓扑结构.在分析其基本工作原理的基础上,建立了IHAPF的数学模犁.针对其数学模型,提出采川递推积分算法进行控制,可以实现给定电流的尤稳态误差跟踪和对负载扰动信号的抑制,因为对控制器的实时性要求比较高.采用了双DSP控制器.并对控制器的硬件结构组成以及所包含的软件功能模块进行了说明.实验结果证明了所采用控制算法及控制器软硬件结构的有效性.     

新型直流侧串联型有源电力滤波器

通过对电压型谐波源补偿特性的分析,说明了传统并联型有源电力滤波器(active power filter,APF)补偿该类谐波源的不足,设计了一种新型的直流侧串联型APF。与传统的交流侧串联型APF相比,该APF串联在整流桥的直流侧,简化了电路结构,减少了有源开关的数量,用于对电压型谐波源的谐波治理有很大的技术优势。文中对直流侧串联型APF的电路拓扑和基本原理进行了分析,推导了相应的控制实现方程,给出了主电路主要参数(滤波电感和储能电容)的设计和选取标准,为系统的合理设计提供了理论依据。仿真结果验证了理论分析的正确性与可靠性。     

注入式有源滤波器工程应用的关键技术

注入式有源滤波器拓扑结构中的注入支路使得装置的有源部分承受的电网基波电压很小,因而适用于高电压、大容量谐波抑制的场合.但在实际工程应用中,由于注入支路的存在,出现了诸如要求基波谐振支路谐波分压小与要求谐波电流注入能力强之间的矛盾、直流侧电压持续抬升、注入支路对注入电流产生相移导致补偿精度低等问题.本文在进行了充分理论分析的基础上, 提出了注入支路优化设计、PWM整流器控制直流侧电压、谐波电流分频相位补偿控制等方法,较好地解决了上述问题.文中的仿真分析和工程应用效果进一步证明了所提方法的可行性.     

一种三相降压型谐波注入整流器控制策略研究

针对传统升压型功率因数校正(PFC)电路对后级开关管电压应力较大的问题,研究了一种降压型谐波注入三相整流器,对此拓扑结构提出了一种改进型双闭环与电压前馈相结合的控制方式。首先,分析了降压型谐波注入整流器的工作原理;其次,描述了改进型控制方式的优点;之后,设计了控制器并进行仿真实验;最后,搭建了2.4 kW的实验电路。综上,理论分析和仿真实验结果均表明,提出的新型控制方式设计合理,能达到提高功率因数、降低输入侧电流谐波含量、输出低纹波稳定电压的目的。     

低压断路器检测用谐波源的建模和仿真

为满足低压断路器谐波抗扰度试验的要求,基于电力电子技术,根据低压断路器检测用谐波源的设计要求进行了谐波源的建模与分析。在Matlab/Simulink仿真运行环境下,搭建仿真电路并给出了获取设计参数的方法。仿真结果表明,所设计的谐波源各项技术指标均满足相关标准的试验要求,为谐波源的设计提供了基础性的解决思路。