基于电源电流和负载电流检测的前馈加反馈的三相四线制APF控制策略

三相四线制有源电力滤波器(APF)可以补偿非线性负载产生的各次谐波、三相不平衡电流、零序电流及无功电流。提出一种新型谐波电流检测法,可以检测三相四线制系统各次谐波的正、负、零序分量及无功分量。提出一种同时检测负载电流和电源电流的前馈加反馈控制策略,检测负载电流进行前馈控制,检测电源电流进行反馈控制,既保证了谐波补偿效果又具有良好的动态性能,可以用于快速变化的非线性负载的谐波补偿。由于各次谐波分量在其相应的同步旋转坐标系下为直流量,反馈控制采用多个同步旋转坐标系下的积分控制,可以实现几乎100%补偿各次谐波分量。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。     

三相四线有源电力滤波器的产品实现及其应用

阐述了基于FBD法的三相四线制并联型有源电力滤波器(APF)电流检测算法,对三相四线制系统中的无功电流、谐波电流、零序电流分别进行了检测.分析了三相四线制APF的主电路拓扑结构、控制系统硬件原理及算法的软件实现流程.现场工程应用案例证明了该系统的可行性和有效性.     

改进型TTA在三相四线制SVG中的应用

首先介绍了三相四线制系统中负荷的特殊情况,接着简要分析了静止无功发生器(SVG)的工作原理.针对三相四线制系统的特征,将应用于三相三线制的基于时域变换算法(TTA)的电流检测算法进行改进后,得到了一种用于三相四线制系统的TTA.该算法具有检测精度高、动态性能好的优点,能够检测出负载电流的正序、负序、零序、有功、无功和谐波分量.实验和现场运行结果表明,将该算法运用于SVG中,不但具有良好的无功补偿能力,并且能够很好地补偿谐波和抑制不平衡电流,中线电流也基本能够消除.     

基于单周控制的三电平三相四线制有源电力滤波器

针对电力工业三相四线制系统的零线电流、谐波、无功功率和三相不平衡问题,以及高电压、大容量有源电力滤波器APF(Active Power Filter)控制方案复杂的问题,提出一种单周控制的三电平三相四线制APF,其产生的补偿电流与负载的有害电流分量大小相等、方向相反,从而使得经该APF补偿后,电源电流只含有负载电流的基波有功分量。主电路采用三相三桥臂结构的三电平二极管箝位变换器,既无需升、降压变压器,也无需动态均压电路;控制策略采用单周控制,其兼有调制和控制的双重性,控制器结构简单,具有控制精度高、补偿效果好,滤波器工作于恒定开关频率的特点,适合推广到工业应用。在建立数学模型的基础上进行了仿真研究,仿真结果证明其能有效地补偿系统谐波、零序和无功电流,从而提高输电线功率因数和传输效率。     

基于无谐波检测控制的三相四线制APF的研究

针对三相四线制低压配电网中存在的谐波污染严重、中性线电流较大的问题,提出了一种基于无谐波检测的三相四线制有源电力滤波器(Active Power Filter,简称APF)控制策略。建立了电容中点型三相四线制APF的数学模型,并给出了其中电感、电容主要参数的设计方法。在对比分析谐波检测和无谐波检测控制方法的基础上,选取了更有优势的无谐波检测控制策略,并针对系统中存在的负序以及零序电流分量分别设计了比例谐振(Proportional Resonant,简称PR)控制器。通过Matlab/Simulink软件搭建了三相四线制APF的仿真模型,并对谐波补偿和抑制中性线电流进行了仿真测试,效果显著。最后,以某公司的TMS320F28377为控制器单元核心搭建了实验平台,证实了所提控制策略的可行性。     

一种适用于独立小容量交流电网的APF电流基准产生方法

基于通用瞬时无功功率理论，针对独立小容量电网电源内阻抗相对较大引起电压出现零序分量的情况，对APF电流基准算法进行了分析和讨论。对交叉矢量算法进行改进，在保证补偿电流与电源电压正交的条件下使补偿后的电源电流不含零序分量，完全消除三相四线系统中的谐波无功和不平衡状况。以飞机交流电网为例，通过仿真和实验给出了飞机APF在不同条件下基准电流检测的效果，证实了所提方法的正确性和实用性。     

三相四线制系统任意次谐波电流的检测新方法

利用有源电力滤波器补偿电力系统的无功和谐波电流时,为实时准确地检测出谐波电流,根据通用瞬时无功功率理论,提出了一种适用于三相四线制系统的任意次谐波电流的检测方法。该方法以传统的ip-iq法为基础,适当修改变换矩阵就可检测不对称系统任意次谐波的正序、负序分量,再等价三角变换所得的每相电流零序分量以检测出任意次谐波的零序分量,相加所得的正、负和零序分量即得到任意次谐波电流。该方法克服了传统的ip-iq法不能用于三相四线制系统任意次谐波检测的缺陷,具有原理简单,检测精度高和稳定性好等特点。理论分析和仿真结果都证实了该方法的准确性。     

三电平模块化智能电能质量补偿装置研究

谐波、无功以及三相不平衡是电力系统中常见的电能质量问题。本文研究了基于三相四线制二极管钳位型三电平拓扑的模块化智能电能质量补偿装置,它可以实现指定次谐波补偿、无功功率和三相不平衡补偿。本文基于瞬时无功功率理论提取三相不平衡及无功补偿指令电流,并结合基于离散傅里叶变换的谐波提取算法,将负载电流中的基波负序电流、零序电流、无功电流和特定次谐波电流分离提取,通过PI控制器和重复控制器的并联,实现在静止三相ABC坐标系下指令电流的直接控制。经实验验证,本文所提的三相四线制模块化三电平智能电能质量补偿装置不仅可以动态补偿系统的无功、不平衡以及谐波电流,而且可以实现不同种类补偿容量的动态设置。     

dSPACE控制的三相四线有源电力滤波器

采用基于dSPACE控制的三相四线有源电力滤波器实现电网谐波的集中抑制方案.提出基于dSPACE的实时仿真,实现对有源电力滤波器(APF)的电流电压采样,补偿电流基准的检测计算,以及高性能的恒频滞环电流控制和直流侧电压的PI稳压调节,提高APF控制算法以及参数调试的效率.基于MATLAB的仿真和基于dSPACE的实验结果证明,采用新型检测算法和控制的三相四线有源滤波器能对电网电流进行集中净化,具有良好的补偿效果,证实了基于dSPACE控制的APF的可行性和正确性.     

三相四线制静止无功发生器的实验研究

三相四线系统中三相不平衡、三相畸变、谐波等电能质量问题日益严重,静止无功发生器(Static Var Gen-erator)的研制成为解决这些问题的途径之一。基于改进ip-iq算法的三相四线指令电流的检测方法,能够将负载电流中的零序电流提取出来。应用该算法设计了带有裂相电容的三桥臂主电路结构,输出电流采用滞环控制,基于DSP研制了三相四线SVG的样机,搭建了大功率实验环境,对三相四线SVG的性能进行了实验验证,实验结果证明该装置对零序电流、谐波和无功功率的补偿效果非常明显。