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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

新型谐波与无功综合动态治理混合系统

针对传统并联型混合有源电力滤波器只能动态治理谐波电流而无法动态补偿无功的缺点,提出了一种并联混合型有源电力滤波器与静止无功补偿器联合运行的新型混合补偿系统,实现了谐波与无功的综合动态治理,其中混合型有源电力滤波器采用双谐振注入式的结构,使整个装置适用于中高压配电网;在此基础上,提出了基于递推积分加P1参数模糊自整定的电...     

高压配电网电能质量综合补偿系统

提出了一种具有谐波与无功综合治理功能的高压配电网电能质量综合补偿系统,该系统主电路由注入式混合型有源电力滤波器(IHAPF)和晶闸管控制电抗器(TCR)组成。首先分析了系统的基本工作原理,并对高压配电网电能质量综合补偿系统的谐振抑制特性进行了研究;其次,对高压配电网电能质量综合补偿系统的控制方法进行了研究,提出了电压、电流双闭环的控制方法实现谐波与无功的综合动态治理;最后,对高压配电网电能质量综合补偿系统的整体性能进行了仿真和实验验证,结果表明该系统可以有效地实现谐波与无功的综合动态治理,并适用于配电网,达到高品质节能的目的。     

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.     

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。     

新型混合有源电力滤波器的特性分析和控制方法

本文针对某变电站35kV高压侧存在谐波超标、无功不足的情况,研究了一种适用于高电压等级的大功率双谐振注入式混合有源电力滤波器。在分析了其拓扑结构的基础上,讨论了该滤波器的滤波性能特性、双谐振注入支路的无功补偿特性和其分压分流特性。为了增强整个系统的稳定性,提出了谐波电流双闭环控制策略,内环以逆变器输出电流为控制目标采用传统PI控制器;外环以电网谐波电流为控制目标,针对外环控制目标为非直流量的特性,提出了基于改进PSO-BP神经网络的递推积分PI控制方法,使用改进的PSO-BP神经网络来调整控制器的比例、积分系数,具有很好的稳态和动态性能。实例分析验证了本文研究内容的有效性和正确性。     

双谐振注入混合型有源电力滤波器特性

在分析双谐振注入混合型有源电力滤波器(Double Resonance Injection Hybrid Active Power Filter, DIHAPF)结构和工作原理的基础上,建立了DIHAPF的系统控制模型及包括控制器的电压型逆变器的数学模型。从无功功率静态补偿能力和谐波分压特性两方面分析了DIHAPF注入支路特性,同时研究了DIHAPF的系统稳定性和谐波补偿特性,着重探讨了并联谐振支路谐振频率对系统性能的影响,提出了注入支路谐振频率设计方法。将非线性负载等效为谐波电流源,在PSIM6.0软件平台搭建DIHAPF模型进行仿真验证,并通过6 kV实验样机进行了实验研究。仿真和实验结果证明了理论分析的正确性。     

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。     

铜电解整流装置用并联混合型有源电力滤波器

为解决铜电解装置运行时产生的电网谐波污染和低功率因数问题,提出了在10kV侧安装并联混合型有源电力滤波器进行谐波抑制和无功补偿的综合补偿方案并介绍了混合滤波器的系统构成,混合型有源滤波器的无源部分由滤除11、13次谐波,同时补偿无功功率的11、13次两个无源支路构成。有源部分采用注入式拓扑结构,用来动态滤除11、13次以外的其它次谐波。有源部分对改善无源部分的滤波性能和抑制无源部分与系统等效阻抗之间的谐振发挥了重要作用。给出的现场运行结果表明:研制的并联混合型有源电力滤波器能有效的抑制谐波和进行无功补偿。     

混合有源滤波在直流磁铁电源整流装置中的应用

针对直流磁铁电源的并联12脉波整流电路进行分析,而12脉波整流装置产生的主要特征谐波由无源滤波器滤除,有源部分使用注入式电路,以抑制无源支路和电网等效电感产生的谐振现象并可以显著降低有源装置的容量。而针对瞬时无功功率理论的不足,谐波电流检测采取了实时性更好的单位功率因数法(UPF)。最后对整个整流装置和串联谐振注入式混合有源滤波装置进行了simulink仿真,仿真结果表明了该磁铁电源的综合补偿系统的可行性和有效性。     

单独注入式有源电力滤波器的研究与应用

针对已有滤波器对大型冶炼企业谐波治理效果不理想的情况,提出一种新颖的有源电力滤波器(APF)--单独注入式APF.该滤波器把串联谐振注入型APF和并联混合型APF结合在一起,在有效滤除谐波的同时还可提供一定容量的基波无功功率补偿.实践表明,所提出的单独注入式APF不仅具有较大容量的无功补偿能力,且APF逆变器容量较小,因而工程应用价值较高.     

并联电感型混合有源滤波器及其控制策略

提出一种适用于三相电路的并联电感型混合有源滤波器拓扑结构,对其工作原理进行分析,并对这种拓扑结构下的3种控制策略进行比较研究,通过电路的等效变换,揭示出各种控制策略下有源滤波器的作用。该混合有源滤波器的有源部分通过单相变压器与附加电感并联后再与无源滤波器串联,最后并入电网。附加电感提供了基波电流通路,控制有源滤波器为谐波电流源,就可以迫使基波电流流入附加电感,而有源滤波器仅流过谐波电流,从而有效降低了有源部分的容量,使之适用于大功率场合。通过仿真和实验,证明新型混合有源滤波器可以有效抑制谐波,3种控制策略中以复合控制的滤波效果最好。