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.     

单相电路谐波电流检测的一种参考方法的仿真研究

提出了基于三相电路瞬时无功理论的单相电路谐波电流检测方法(参考方法)的仿真研究.根据该参考方法建立了Matlab仿真模型,确定了低通滤波器的类型、阶数和截止频率.在电源电压无畸变、发生畸变和频率变化情况下,对该参考方法检测精度进行了仿真研究.研究结果表明,以上3种情况对该参考方法检测精度基本无影响,但在电源电压无畸变且负载电流变化时存在过跟踪.     

两种基于瞬时功率理论的单相电路谐波电流检测方法的比较研究

基于三相电路瞬时无功功率理论的单相电路谐波电流检测方法(延时最短的方法2)和基于单相电路瞬时功率理论的单相电路谐波电流检测方法都是基于瞬时功率理论的有源电力滤波器谐波电流检测方法,而后者比前者简单许多.为了弄清楚后者的检测性能,根据这两种方法的MATLAB仿真模型,建立了对它们的检测性能进行比较的MATLAB仿真模型.在此基础上,对它们进行了仿真比较.比较发现:在电源电压无畸变时,当负载电流处于稳定状态时,后者的检测精度略低于前者,而当负载电流处于变化状态时,这两种方法都能够平滑地跟踪基波有功电流幅值,它们的动态响应时间无明显差别;在电源电压发生畸变时,后者的检测精度明显地低于前者;在电源频率发生变化时,后者的检测精度明显地高于前者.     

直接计算法的本质及其检测性能

为了研究直接计算法这种检测有源电力滤波器谐波电流的检测性能,首先根据非线性负载电流的傅立叶级数表达导出基于离散傅立叶级数的谐波电流检测方法;然后证明直接计算法和基于离散傅立叶级数的谐波电流检测方法的计算公式相同,从而证明直接计算法和基于离散傅立叶级数的谐波电流检测方法在本质上完全一致;最后以直接计算法的本质和非线性负载电流的傅立叶级数表达为依据,阐释了直接计算法检测性能的结果,即:当负载电流在一个周期内的采样个数足够大并且负载电流处于稳定状态时,由直接计算法计算的基波有功电流幅值准确;当负载电流处于变化状态时,由直接计算法计算的基波有功电流幅值能够缓慢平滑跟踪基波有功电流真实幅值;若使用一个周期内的采样数据进行计算,则直接计算法的动态响应时间为1个周期;若使用0.5个周期内的采样数据进行计算,则直接计算法的动态响应时间为0.5个周期。     

两种单相电路谐波电流检测方法的仿真比较

为了揭示直接计算法的检测性能,特别是它在实际应用时的检测性能,建立了对直接计算法和参考方法进行对比仿真的MATLAB模型,并对它们进行了仿真比较.比较结果表明:在理想情况下,直接计算法和参考方法的检测精度无明显差别,而直接计算法的动态性能优于参考方法;在电源频率变化而电源电压无畸变时,直接计算法的检测精度高于参考方法;...     

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。     

四桥臂三相四线制并联型APF-STATCOM

通过增加畸变相位闭环控制环节准确锁定基波正序电压初相角,提出了一种能在电网电压不平衡或畸变时准确检测出基波正序有功电流和无功电流的谐波和无功电流检测算法,且可直接适用于三相三线或四线系统;给出了一种能在电网电压不平衡或畸变时对基波正序无功功率进行独立补偿的解耦控制方案.基于所提检测方法及控制方案,四桥臂三相四线并联型APF-STATCOM能在电网电压不理想和负载不对称且非线性的条件下实现用同一原理同时实现谐波抑制、无功和负载不平衡补偿这几种功能.理论推导验证了所提检测方法的正确性,基于Matlab/Simulink的仿真结果证明了所提检测方法及控制方案的有效性,并且具有良好的动态特性和快捷的无功阶跃响应.     

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。     

对p-q谐波检测算法的改进与仿真分析

提出了一种改进的p-q谐波检测算法。先通过理论分析推导出了一种计算基波正序电压的新方法,根据计算方法构造了基波正序电压的检测框图,然后让基波正序电压参与谐波检测过程的运算,这样避免了谐波电压和不平衡电压对运算结果的影响,最后对改进后的算法进行了Matlab仿真分析,仿真结果表明即使在电网电压不平衡、畸变的条件下该算法仍能准确的检测出谐波电流,改进后的算法弥补了传统算法的不足,使实际谐波检测效果更快、更好。     

基于用户侧谐波和无功补偿的谐波检测法研究

针对用户测谐波和无功电流补偿,提出了有源电力滤波器谐波电流的一种新检测算法.该算法不论电源电压是否畸变,仅对用户自身造成的谐波进行检测.仿真结果表明,通过APF补偿后,电源电流和电源电压含有相同次数的谐波,保持相同的畸变率,波形相似.     

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。     

基于瞬时电压矢量定向的有源电力滤波器补偿电流检测

结合电力系统无功补偿与谐波治理的基本原则,对基于瞬时无功功率理论的传统谐波电流检测方法在有源电力滤波器中的应用进行了简要分析,进而提出了以电网电压为参考基准,以实现各种非线性负载及阻感、阻容性负载向纯电阻性负载转换为目的的负载电流波形和相位治理原则,并详细阐述了基于瞬时电压矢量定向的补偿电流检测方法。该方法克服了传统方法在电网电压畸变时补偿后电流不能跟随电网电压波形的不足,避免了有源电力滤波器补偿电流过大及畸变无功功率倒送电网现象的出现,同时该方法具有频率自动跟踪、相序自适应等特点。最后,通过仿真和样机试验验证了该补偿电流检测方法的优越性。     

基于无锁相环的电气化铁道功率平衡装置电流检测方法的研究

针对平衡变压器供电方式下,高速电气化铁道谐波、负序电流引起的电压畸变,指令电流检测过程复杂、延时较长,结果含有误差的缺点,提出了一种无需锁相环电路快速准确地提取指令电流的方法。该方法通过简单的数乘运算提取基波电压,运用同步检测法来准确地检测出指令电流信号的方法,使两供电臂功率平衡,电流对称且与供电臂基波电压同相位,消除无功、谐波及负序电流对三相电力系统的影响。相比传统的带锁相环,基于鉴相原理和瞬时无功功率理论的检测方法,该方法更加简便易行,运算速度更快,且不受电网畸变条件的影响。通过仿真分析,验证了该检测方法在电气化牵引供电系统电压畸变条件下运用的正确性和可行性。     

阻尼绕组对凸极单相同步发电机负载电压波形的影响

小型单相同步发电机在负载时输出电压中谐波含量大,阻尼绕组可以削弱它在负载运行时的负序磁场,降低电压波形正弦畸变率。本文采用场路耦合时步有限元法编程计算了小型凸极单相同步发电机额定负载时的电压波形,计算结果与实验结果接近,证明了该计算方法及所编程序的正确性。详细分析了阻尼绕组的不同连接方式及材料对电压波形的影响,所得结论可以为阻尼绕组形式及材料的选取提供理论指导,用以提高电压波形质量。     

统一电能质量控制器的建模与仿真

统一电能质量控制器可同时补偿电网畸变电压和抑制负载谐波电流。为此,构造了一种基于反向传播算法的三层前馈神经网络用来检测并联型有源电力滤波器的谐波电流,离线训练收敛后实现在线功能,对串联型有源电力滤波器谐波电压检测采用了畸变电压参考量比较检测方法;建立了统一电能质量控制器的系统仿真模型,利用其对各种电能质量问题的补偿性能进行了仿真研究,并对补偿前后负载和电源电流/电压进行了频谱分析。研究结果表明,统一电能质量控制器集电压补偿、电流补偿于一体,可有效实现多重电能质量调节功能。     

新型三相三线制模糊滑模控制并联有源滤波器设计

针对三相三线制电路中的谐波补偿问题,采用模糊滑模控制方法设计了一种新型并联有源滤波器,成功降低了三相电路中电源电流的谐波电流含量。谐波电流检测方法采用p-q谐波电流检测方法,能快速、准确地检测出负载电流中的谐波分量。直流侧电压采用PI控制方法实现稳定控制。参考电流跟踪控制采用所设计的模糊滑模控制方法实现。Simulink仿真结果显示,与传统的滞环比较控制方法相比,所设计的新型模糊滑模控制方法能够有效地降低跟踪误差,提高有源滤波器的谐波补偿效果。     

一种构造直接计算法参考正弦信号的简单方法

直接计算法是一种性能优良的有源电力滤波器谐波电流实时计算方法.直接计算法的参考信号常常发生畸变,而参考信号畸变对直接计算法的计算精度影响很大.针对这一问题,提出了一种构造参考正弦信号的简单方法并证明了该方法的正确性.采用该方法构造任意一个与参考信号同频率的正弦信号,用构造的正弦信号代替参考信号,可以消除参考信号畸变导致的计算误差.