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.     

注入式混合有源电力滤波器的注入支路设计

注入支路对注入式混合有源电力滤波器的滤波效果有着极其重要的影响,目前有源电力滤波器在这方面的探讨很少。在分析注入式混合有源电力滤波器基本工作原理的基础上,结合已有的工程经验,从基波谐振支路谐波分压和注入支路的分频分流2个方面探讨了注入支路各参数对整个系统性能的影响。以此为基础,综合考虑系统的谐波注入能力以及装置的安全可靠性,提出了注入支路参数设计的一般准则。实例设计表明,与根据经验设计的参数相比,根据该原则设计的注入支路能够更有利于装置的安全可靠运行,并且具有很好的谐波注入能力。     

注入式混合型有源电力滤波器能量倒灌及防治措施

能量倒灌严重的威胁着注入式混合型有源电力滤波器(injection type hybrid active power filter，IHAPF)的安全运行，但是目前对这方面的研究很少。该文在分析注入式混合型有源电力滤波器的基础上着重探讨了能量倒灌的起因及危害，建立了能量倒灌的等效电路，得出基波谐振支路对谐波电压分压过大是造成能量倒灌的根本原因；并进一步提出了对电网谐波电流与接入点谐波电压复合控制以及注入支路的优化设计两种防治能量倒灌的方案，依此为某铜箔厂研制了注入式混合型有源电力滤波装置。仿真及现场运行状况验证了理论分析的正确性。     

一种新型的单相混合有源电力滤波器的仿真研究

为了进一步降低混合型电力滤波器的有源滤波器容量,故采用了一种新的混合型电力滤波器的拓扑结构,新拓扑结构的基本思想是增加了和有源电力滤波器(APF)并联的LC基波谐振支路,并将APF控制成受控谐波电流源.并分析了新型单相混合有源电力滤波器的工作原理及滤波特性.通过MATLAB仿真,验证了新型单相混合型电力滤波器的滤波特性.仿真结果表明这种新型混合型电力滤波器具有优良的滤波性能.     

基于逆变器两侧能量平衡的HAPF电流控制策略

针对注入式混合有源电力滤波器(HAPF)实际应用过程中出现的电网基波和谐波电压致使有源部分分压过高并向其传送能量,从而与逆变器产生的电网谐波补偿能量相抑制形成能量脉动,并导致直流侧电压的波动乃至抬升的现象,建立了有源部分逆变器两侧的能量平衡数学模型,在此基础上提出了基于比例增益在线自调整结合递推积分的改进型PI控制器,控制有源部分吸收或释放一定的有功功率,结合检测注入支路回灌谐波电流控制逆变器产生与之相反的抑制电流来抑制能量脉动,然后联合电网谐波电流跟踪控制以获得系统参考信号.实验结果证明该方法能够有效抑制有源部分逆变器两侧的能量脉动,控制直流侧电压的稳定,从而提高了系统的滤波性能.     

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。     

新型注入式HAPF谐波电流及直流侧电压控制新方法

针对注入式混合有源滤波器中无源与有源部分补偿效果叠加、补偿谐波电流在经过注入支路和输出滤波器之后会产生一定的相位和幅值偏差,以及基波谐振支路的存在使得必须通过添加整流桥的方式获取直流侧电压从而难以保持直流侧电压的稳定等问题,提出了一种改进结构的新型谐振注入式混合型有源滤波器(hybrid active power filter,HAPF),使直流侧电容能够与电网产生能量交换。在此基础上结合提出的基于基波无功电流闭环调节的直流侧电压控制方法,保证了直流侧电压的稳定;提出了采用递推积分将无源滤波器作用后电网谐波电流与注入支路补偿电流进行闭环比较控制以获得参考电流的方法,减小了误差,提高了系统的控制精度。实验及仿真结果证明了所提出控制方法计算量较小,在响应时间和控制精度上都具有一定优势,能够满足系统的要求。     

谐波电压对中高压并联混合有源滤波器影响及注入支路参数设计

针对传统并联型混合有源滤波器须承受电网基波电压的缺点,该文研究了两种改进结构的并联型混合有源滤波器,通过添加基波谐振支路来减小有源部分的基波分压,使其适用于中高压系统,在总结了通用电气模型的基础上,分析了电网谐波电压引起的谐振及直流侧电压抬升问题;提出了应用多目标遗传算法对混合有源滤波器中有源部分注入支路的参数进行优化,以减小基波谐振支路的谐波分压,同时保证有源部分产生的补偿电流能够大部分注入电网。实例设计及仿真、实验表明,与根据经验设计的参数相比,经优化设计的滤波器能够在谐波电压含量较高的情况下安全、稳定、有效的运行。     

中压配电网大容量新型混合有源滤波器

针对中压配电网谐波治理问题，提出了一种大容量混合型有源滤波器。它由无源滤波器、基波谐振支路、隔离变压器及有源滤波器等组成。其中，无源滤波器承受大部分电网电压，基波谐振支路分流无功电流，它使有源滤波器的工作电压和电流大大降低；有源逆变器采用基于二极管中点箝位式(NPC)三电平结构，它使有源滤波器的工作电压大大提高。文中简述了该混合型滤波器的工作原理，分析了基波谐振支路在参数变化失谐时，对滤波性能的影响。仿真结果证实了新型混合有源滤波器的可行性和有效性。     

注入式混合有源电力滤波器的复合控制

电网谐波电压对注入式混合有源电力滤波器的补偿性能以及安全性有很大的影响,但是目前对这方面的研究很少。该文在分析采用不同控制策略时注入式混合有源电力滤波器工作性能的基础上,并根据实际工程遇到的问题,提出一种基于检测负载电流、电网电流和接入点谐波电压的复合控制方案。其中电网谐波治理主要靠检测负载电流来完成,而检测电网电流主要用来提高治理精度, 检测接入点谐波电压用来消除电网谐波电压对装置的安全性造成的影响。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即使在电网电压畸变时仍能安全稳定运行,并取得很好的滤波效果,从而达到实用化的目的。     

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。     

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。     

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。     

单相并联混合有源电力滤波器控制策略的研究

本文首先提出了单相并联混合有源滤波器(HAPF)的拓扑结构及其工作原理,在此基础上,从HAPF的谐波电压控制与基波电压控制两方面分别进行了详细的分析.HAPF的谐波电压可以受控于系统谐波电流、负载谐波电流、滤波支路谐波电流、负载谐波电压或它们的组合,本文对不同的控制策略进行比较,最后得出理想滤波控制策略.所得的结论可以为并联混合有源滤波器在复杂工况下基本控制策略的最优选择提供有效的指导,确保滤波装置的安全有效运行.     

C型混合有源电力滤波器

该文提出一种新型混合有源电力滤波器结构，它将C型无源滤波器和电压源型有源滤波器结合起来，其中有源滤波器不承受基波电压，不负担基波电流且只通过部分谐波电流，输出变压器变比可以小于1，有源滤波器的直流侧电压与系统电压之比较低。在该文给出的复合控制方式下，该混合有源滤波器可以完全补偿指定的若干次负载谐波电流，同时对其他各次谐波电流有部分补偿作用。仿真和实验结果表明该方法中的有源滤波器具有装置容量小，输出电压波形控制简单，滤波效果好，容易实现的优点，适合于高电压大电流场合的谐波治理。     

瞬时检测谐波及无功电流的单相有源滤波器研究

为了实现对电力系统谐波的实时和精确补偿,提出了一种瞬时谐波及无功电流实时检测单相混合有源滤波器的方案,这种单相滤波器可根据用户的选择对谐波和无功电流同时进行补偿或对谐波单独进行补偿,并有LCD实时显示运行参数。对该滤波器的系统框架,控制电路,谐波检测方法,数字低通滤波等都作了较为详细的介绍。     

新型谐振式混合有源滤波器的研究

为减小有源滤波器的容量,提出了一种新型混合有源滤波器的拓扑结构。其基本思想是:根据分流原理,适当控制有源部分来等效增大系统支路的谐波阻抗,提高无源滤波器的滤波效果;将有源部分与基波谐振电路并联来减小有源部分容量;合理地配置注入支路的参数,以保证滤波器具有较好的滤波能力和一定的无功补偿能力。仿真和实验结果证明了所提出的混合有源滤波器的可行性和正确性,所提出的拓扑结构消耗的有效材料少,体积小,占地面积小。     

一种实用的串并联混合有源电力滤波器

设计了一种实用的串并联混合有源电力滤波器，分析了其结构、工作原理和滤波性能。在该滤波器中，串联在系统和谐波负载之间的零磁通变流器可自动对基波呈低阻抗、对谐波呈高阻抗，从而实时检测出剩余谐波电流流过变流器时产生的谐波电压降、实现滤波；逆变器可产生一个与检测到的谐波电压成正比的电压。通过将耦合变压器与无源电力滤波器串联后并入电网，减少了流入系统的谐波电流。实验结果验证了该滤波器设计原理的正确性，表明其能有效降低滤波器有源部分的容量，具有良好的滤波性能。