三相四线制并联型有源电力滤波器研究

介绍了三相四线并联型有源电力滤波器的基本原理,谐波检测方法以及控制策略.本文采用电流闭环PI结合电压前馈控制补偿电流发生环节,建立了并联型三相四线制有源电力滤波系统的仿真模型并进行了仿真.仿真结果表明该并联型有源电力滤波器能有效地补偿三相电流及中线电流,论证了其补偿电流检测方法及控制方案的可行性.     

三相四线有源电力滤波器新型神经预测控制

为补偿有源电力滤波器的控制延时,提出了一种新型三相并联型有源电力滤波器的RBF神经网络预测控制方案.建立三相四线制并联型有源电力滤波器的数学模型及电流预测控制的离散化模型,设计神经预测控制器,通过在线训练权值提高控制精度,控制有源滤波器产生用以抵消非线性负载的谐波电流.应用Matlab对该方法进行了仿真,并在以DSP为...     

电力系统谐波产生和控制方法的探讨

谐波是影响电能质量的主要因素,谐波治理的意义可以上升到治理环境污染的高度。对并联型APF进行了较为详细的论述,重点讨论了三相三线制并联型有源电力滤波器指令电流的提取方法,提出了并联型有源电力滤波器谐波和无功电流检测方法和并联型有源电力滤波器的控制方法。     

基于输入输出反馈精确线性化的三相APF控制

将输入输出反馈精确线性化控制方法应用于三相有源电力滤波器非线性控制中。首先建立三相有源电力滤波器的仿射非线性系统模型,推导出了其输入输出反馈精确线性化非线性反馈控制律,实现三相并联型有源电力滤波器有功补偿电流和无功补偿电流的解耦控制器设计。最后使用Matlab进行仿真验证,仿真试验结果表明,该控制策略能较好地实现APF的解耦控制,具有较好的补偿特性,经该控制算法补偿,谐波畸变率限制在2%以下。     

有源电力滤波器神经网络逆解耦控制

三相并联型有源电力滤波器是一个多输入、多输出的非线性系统,而且在d-q旋转坐标系下的补偿电流分量间存在着耦合关系。提出了一种采用神经网络逆实现有源电力滤波器线性化解耦控制的方法。通过静态神经网络逆控制方法,将三相并联型有源电力滤波器解耦成两个关于补偿电流分量的一阶线性子系统,再分别设计线性闭环控制器对两个补偿电流分量进行控制。仿真结果表明,采用神经网络逆解耦控制方法,系统具有良好的动静态性能,系统稳态时的谐波畸变率小于2%。     

并联型有源电力滤波器在非理想电源电压下的控制

首先提出了并联型有源电力滤波器在不对称、非正弦电源电压情况下补偿电流指令的准确计算方法。该方法基于同时对三相电压、电流进行旋转坐标变换和投影变换。所求得的补偿电流指令为非线性负载电流中除了基波正序有功分量之外的全部电流分量。应用于三相三线制电路时，该方法可以计算任意次谐波电流的瞬时值。进一步提出了在不对称、非正弦电源电压情况下，并联型有源电力滤波器产生补偿电流的无差拍控制法。理论分析、仿真及实验结果表明了所提出的计算和控制方法的有效性，从而为并联型有源电力滤波器在非理想电源电压条件下的正确控制提供了一条有效途径。所提出的方法对其它类型有源电力滤波器的控制也有借鉴意义。     

一种单相有源电力滤波器单周控制模型的研究

本文研究了单相并联型有源电力滤波器的单周控制方法。单周控制方法应用于有源电力滤波器的优点在于：避免了复杂的畸变电流检测过程和复杂的控制电路，而是把畸变电流的检测过程与有源电力滤波器的控制过程一次完成，具有很好的实时性和控制电路简单等优点。本文对于单相并联型有源电力滤波器提出了一种新型单周控制方法。通过对主电路的分析，导出了该滤波器在三相四线制系统中单周控制的数学模型，并在此基础上进行了仿真研究。仿真结果证明了该方法的正确性和有效性。     

基于系统电流检测的并联有源电力滤波器新型数字控制方法

提出了一种基于系统电流检测的并联有源电力滤波器数字控制方法,应用于以PWM(Pulse Width Modulation)电压源型变流器为主电路结构的并联有源电力滤波器中,对三相三线制系统中非线性负载的谐波和无功电流有理想的补偿效果.该控制方法只需检测系统电流和直流侧电压,无需参考电流,与传统控制方法相比具有检测量少、计算简单等优点.文章给出了理论分析和仿真结果,并以ADMC326(DSP)为控制核心设计了一套三相并联有源滤波器实验装置.仿真和实验结果证明了所提出控制方法的可行性和有效性.     

基于DSP的数字控制并联电力有源滤波器

简要分析了并联电力有源滤波器的结构及工作原理.针对三相三线制供电系统设计了一采用DSP数字控制的并联有源滤波器.对该有源滤波器的硬件结构、软件流程、指令电流及PWM波的产生进行了分析和阐述.通过试验验证了该系统的正确性和有效性.     

三相有源电力滤波器精确反馈线性化空间矢量PWM复合控制

提出一种基于精确反馈线性化的三相有源电力滤波器空间矢量脉宽调制控制方法。在三相并联型有源电力滤波器的仿射非线性模型基础上,推导出其状态反馈精确线性化非线性控制律,实现三相并联型有源电力滤波器有功补偿电流和无功补偿电流的解耦控制。选取适当的反馈系数可确定交流侧指令电压,利用空间矢量脉宽调制技术对所需的指令电压进行逼近。与PI控制的三角载波控制方案进行仿真对比分析,验证了所提出的控制方案的动、静性能指标均优于PI控制方案。研制了一台小功率样机,验证了所提方案的正确性和可行性。     

电容中点式三相四线制SAPF混合无源非线性控制策略

电容中点式三相四线制并联型有源滤波器(SAPF)相比于三相三线制SAPF,附加了零序电流通路,因而可在电网平衡/不平衡时补偿非线性负荷产生的各次谐波、零序及无功电流。利用SAPF的无源性对其进行非线性的无源控制(PBC)可取得较常规的线性和非线性控制器更好的补偿效果,且在电网不平衡时无需检测和处理谐波电流的正负序分量。文中提出了一种电容中点式三相四线制SAPF的混合无源控制策略。首先,根据被控对象SAPF在dq0坐标系下的EulerLagrange数学模型分析其无源性,并计算得到了能使被控量收敛至期望值的SAPF内环电流无源控制规律;然后,采用阻尼注入法对其进行简化,得到能使内环补偿电流完全解耦的新的无源控制规律,提高系统的动态性能;接着,根据直流侧总电压和差压与补偿电流存在紧密联系,设计了基于2阶低通滤波器控制的SAPF外环电压控制器;最后,通过Simulink软件仿真和实验验证了将文中混合PBC用于SAPF控制的可行性和优越性,相比于传统的比例—积分控制,所提出的控制方法有更快的响应速度和更好的补偿效果。     

有源滤波器故障诊断与容错控制改进策略的研究

为了能够改善并联型三相四开关有源电力滤波器的容错能力,提高滤波器的可靠性,针对SAPF(Shunt Active Power Filter, SAPF)的故障诊断策略,提出了一种能够快速反应故障类型和故障位置的混杂系统模型法。通过对系统输出电流残差演变规律的判断,识别故障源。再运用对应容错切换策略切除故障桥臂,使SAPF在容错状态下继续工作。同时,通过对SAPF补偿算法的研究,得出了更适合SAPF容错切换的电源电流跟踪补偿策略。并在此基础上添加了前馈控制来消除容错状态下直流侧分裂电容中点电位不平衡的影响,使补偿效果更好。实验和仿真验证了该方法的有效性。     

逆变器侧电流反馈的LCL型三相光伏并网逆变器解耦控制

为了实现LCL型三相光伏并网逆变器dq轴的解耦控制,同时提高系统的动态响应速度,在同步旋转坐标系下,提出一种适用于逆变器侧电流反馈的前馈解耦控制策略。并在电压外环中引入光伏阵列功率前馈、电流内环中引入电网电压前馈。视各耦合项为扰动,采用闭环传递函数的求解方法以获取实现解耦控制的前馈系数,同时分析了滤波器参数在发生变化时其对dq轴解耦效果的影响。通过Matlab建立系统仿真模型,仿真结果表明:所提解耦控制策略使LCL型三相光伏并网逆变器不仅实现了dq轴的解耦控制,而且在保证强鲁棒性及高入网电流质量条件下具有良好的动、静态性能。     

基于统一坐标变换的三电平有源电力滤波器研究

为实现有源电力滤波器电流的无静差控制,以三电平并联型有源电力滤波器(SAPF)为研究对象,将统一坐标变换(UFP-CT)应用到三电平SAPF电流控制中。详细推导出了三电平SAPF在三相静止abc、两相静止、统一坐标坐标系下的数学模型;采用常规的电压前馈电流解耦控制策略,同时对由坐标变换带来的自干扰和耦合干扰进行前馈以克服其对输出的影响,控制器采用PI控制器,即可实现谐波电流的无静差跟踪。采用Simulink进行了仿真,并和dq坐标系下控制方法进行了对比。仿真结果表明:基于统一坐标变换设计的电流控制器可以实现对谐波电流指令的无静差跟踪,且具有更优的动态特性。     

单相全桥模块化并联型有源电力滤波器的研究

针对电网中的非线性负荷量大幅攀升,介绍了单相全桥模块化并联型有源电力滤波器。进行了仿真与分析,并且设计与实现了一个最大补偿电流为100 A的应用于三相四线制电网中的并联型有源电力滤波器系统。该系统主要实现在非线性负载和电网之间注入与谐波电流幅值相等极性相反的补偿电流抵消非线性负载产生的谐波,从而达到滤除电网中电流谐波的功能,涉及到的主要工作有系统的软硬件设计以及系统内部各个模块之间的协同工作。     

电力系统分区和解耦状态估计研究综述

电力系统状态估计已经成为电网EMS/DMS监测与控制的核心功能之一。有效的状态估计方法可以提高状态估计的精度、提升计算效率及改善估计结果的数值稳定性。首先介绍了当前电网分区准则,分析了各类分区方法需要研究的核心问题,并对基于网络拓扑和地理位置、AMI、MAS的电力系统分区状态估计的优缺点进行评述。然后从提高区域内部输配电网计算速度角度,指出基于快速解耦和相序解耦方法是处理当前三相平衡与三相不平衡系统的状态估计的有效解决方案。最后总结了分区和解耦状态估计研究存在的问题,并对今后进一步的研究方向提出建议。     

100kVA三相四线有源电力滤波器的研制

三相四线配电网的谐波电流、三相不平衡和中性线电流过大问题比较普遍,三相四线SAPF是解决这些问题的理想方案。基于改进的FBD法的三相四线SAPF指令电流检测算法,能够将负载电流分解成基波各相序和单次谐波电流。应用该算法设计并实现了基于4桥臂主电路结构,容量为100kVA(输出电流150A)的SAPF样机,搭建了大容量实验环境,对该装置性能进行了实验验证并给出了结果。实验结果证明装置原理的可行性,对谐波电流、负序电流和零序电流补偿效果非常明显。     

具有串联有源滤波功能的中压 动态电压恢复器设计

提出利用中压动态电压恢复器装置实现串联谐波补偿功能的方法,以简化动态电压恢复器主电路结构,并提高其利用效率。首先对比分析了动态电压恢复器与串联谐波补偿器主电路结构的关联性和差异性,在分析两者主电路参数设计原则和方法的基础上,提出了同时满足实现两种功能要求的LC滤波器的参数设计方法。通过采用PR控制实现动态电压补偿功能,采用PI控制实现串联谐波补偿功能,利用Bode图分析了两种工作状态下的传递函数特性。最后通过物理实验验证了所提方案的可行性和有效性。     

并联型APF直流侧电压的滑模PI控制策略研究

并联有源滤波器(shunt active power filter, SAPF)在主动配电网系统中应用日益广泛,提升SAPF的补偿性能成为众多学者关注和研究的热点。对直流侧电压精准稳定控制是保证SAPF补偿性能的关键。采用传统PI控制系统在非线性负载突变和电压跳变时无法对直流侧电压进行快速稳定控制,为改善直流侧电压的控制性能,提出电压外环滑模变结构PI复合控制器。仿真与实验结果表明:滑模PI复合控制器提高了直流电压控制的稳态精度和响应速度,降低了直流电压波动对SAPF补偿性能的影响。