三相四线制有源电力滤波器多目标优化预测控制策略研究

针对传统基于3D-SVPWM调制的矢量控制策略对谐波信号跟踪动态效果差和控制目标单一的问题,在三相四线制不对称负载系统中,提出了一种多目标优化模型预测控制策略。建立四桥臂有源电力滤波器(FAPF)基于abg坐标系的离散化数学模型,实现自然解耦控制。对预测电流做两步预测,实现对其延时效应的补偿。设置电流跟踪偏差和开关频率为目标函数,量化控制目标,预先评估各开关状态的控制效果,根据评估结果决定变流器的开关状态,省去了PWM调制环节。讨论了采样频率和加权系数两个系统参数对开关频率和电流畸变率的影响。仿真结果表明,所提策略谐波电流跟踪性能良好,可有效降低开关频率。     

改进型解耦自适应复数滤波器的锁相环研究

为了消除因三相电压不对称、频率突变、相位突变和注入谐波等不平衡电网环境对传统锁相方法的影响,提出了一种准确锁定基波正序电压频率以及相位的方法。介绍了静止坐标系锁相环(αβ-PLL)的基本结构,分析了静止坐标系锁相环工作的基本原理。基于此,引入具有极性选择性的正、负序一阶复数滤波器,通过改进滤波结构、合理选择其参数,在αβ坐标系下实现了正序基波电压的准确提取。仿真结果表明,该方法能更快速准确地检测基波正序电压的幅值、频率及相位。     

考虑电气化铁路谐波特性的无源滤波器设计

为避免牵引供电系统的谐波传递到上级系统变电站,对公用电网电能质量造成不利影响,提出一种安装在牵引站的无源滤波器设计方案,治理牵引供电系统的谐波向系统变电站的传递问题。基于系统变电站实测数据,设计单调谐滤波器用以滤除低次谐波兼具无功补偿功能,设计过程中考虑了滤波器参数偏差以及系统阻抗变化等因素的影响;设计阻波高通滤波器用以抑制高次特征谐波和谐波谐振,设计过程中考虑了系统频率偏差以及电容器偏差、故障下对阻波高通滤波器阻抗特性的影响。基于PSCAD车网源联合仿真模型,模拟牵引供电系统的特征谐波和谐波谐振以及牵引站的谐波治理过程,仿真结果表明,所设计的无源滤波器能有效抑制特征谐波和谐波谐振。     

一种改进复合重复控制在级联STATCOM中的应用

比例控制与重复控制相结合的电流控制策略能使静止同步补偿器(STATCOM)在实现无功补偿的同时,提高对谐波的跟踪精度。然而在动态过程中,由于重复控制器存在延迟环节,控制器输出滞后1个工频周期,STATCOM输出补偿电流畸变。为此,本文研究了以LCL滤波器为被控对象的复合重复控制策略,在分析复合控制原理的基础上,给出控制器的设计方法。然后提出一种改进重复控制策略,利用重复内模以工频周期为单位调节的特点,采样当前给定电流和1个周期前给定值,在负载波动时,根据指令值调节重复控制器输入,消除补偿电流畸变,提升动态性能。仿真结果验证了控制系统的有效性。     

变频空调传导干扰简化建模

本文分析并提出了一种变频空调传导干扰简化建模方法。此方法在确定复合传导干扰模型拓扑的基础上,对干扰的差模及共模信号进行分离,分别确定差模传导干扰模型与共模传导干扰模型。并通过加入检测负载的方法计算出分离模型的内阻。由于模型及内阻的计算都需要差模信号与共模信号进行分离,本文介绍了所采用的信号分离方案。此模型在1匹变频空调系统的EMC实验中进行了验证,实验结果证明了此简化模型的有效性。     

谐波电流的分频检测与分频控制策略

谐波电流的检测与控制策略是影响有源电力滤波器性能的2个关键环节。目前针对这2方面的研究大多着眼于对负载电流中剔除基波电流后的总谐波电流的检测与控制,补偿总的谐波电流会限制有源电力滤波器的容量及其灵活应用。本文提出对总谐波电流中某些特定次数的谐波进行分频检测与控制,采用Hopfield神经网络进行分频检测,该方法利用能量函数构建反馈型神经网络,既可以得到基波电流、总谐波电流,又可以同时检测出特定次数的谐波电流。应用广义积分控制对这些特定次数的谐波进行分频控制,广义积分控制能够无静差跟踪控制特定频率的电流。经过仿真分析,本文采用的谐波电流分频检测及控制策略响应速度快、准确性高,能够满足有源电力滤波器的性能需要。     

一种具有频率适应性的nk±m次谐波重复控制策略及其在四桥臂APF中的应用

针对重复控制动态性能和频率适应性差的缺点,提出一种具有频率适应性的nk±m次谐波重复控制器,采用该重复控制器的有源电力滤波器可以选择性地补偿nk±m次谐波,满足不同应用场合的需求;与传统重复控制CRC(conventional repetitive controller)相比,该重复控制器具有延时时间小、动态响应速度快等优点。当电网电压频率波动时,该重复控制器通过采用新型有限冲激响应FIR(finite impulse response)滤波器逼近CRC内模无法实现的小数延时部分z~(-F),并根据电网实际频率快速调整FIR滤波器的系数,实现其对电网频率变化的适应。仿真结果验证了该重复控制器的有效性和优越性。     

YIG调谐滤波器锁相自跟踪技术方案设计与实现

介绍了一种利用YIG调谐滤波器锁相自跟踪技术解决因磁滞、调谐非线性、温度漂移等影响其频率准确度的方法。着重叙述了锁相自跟踪的工作原理、设计方案及预选/跟踪滤波器、锁相电路等设计技术。超外差接收前端的中频差频与YIG调谐滤波器的自跟踪技术结合可在增强射频信号预选特性的同时有效提升工作频率的准确度,此外,YIG调谐滤波器的良好线性调谐特性可使得锁相自跟踪环路在整个工作频带内具有良好的一致性。器件实测结果表明,在2~18 GHz频率范围内,频率准确度优于±1.5 MHz,方案的合理性和技术的先进性对YIG调谐滤波器在高性能电子设备中的应用有较大的参考意义和实用价值。     

基于LCL滤波器的并网逆变器控制策略研究

针对基于LCL滤波器的三相并网逆变系统,首先给出了三相并网逆变器的数学模型,同时分析了LCL滤波器参数设计的限制条件以及步骤,然后在分析传统电容电流反馈有源阻尼法的基础上,以进一步减少系统传感器为目的,提出了一种并网电流反馈及电网电压前馈的控制策略。最后,为了验证提出的控制策略的有效性和可行性,搭建了基于Matlab/Simulink的仿真模型并进行仿真,仿真结果表明:该控制策略不仅可以使系统获得高质量的并网电流,并且能减少传感器的数量,节约了系统成本。     

基于微带三模谐振器的超宽带带通滤波器设计

提出一种基于微带三模谐振器的超宽带带通滤波器设计.该滤波器由一个中心加载阶跃阻抗开路枝节的三模谐振器,及两组用于抑制谐波的新型哑铃型缺陷地结构组成.使用交指型馈电方式及在馈电处的地板开槽实现超宽带需要的的强耦合,利用缺陷地结构抑制高次谐波实现良好的阻带特性.仿真结果表明,所设计的滤波器通带3 dB相对带宽达到80％(4.06～9.48 GHz),通带内插入损耗小于0.58 dB,回波损耗大24 dB,通带外10 dB阻带覆盖到30 GHz,通带两侧附近均有一个传输零点,获得了陡峭的通带边缘,较好地实现了美国联邦通信委员会(FCC)授权的超宽带通信系统的频谱使用要求.该滤波器结构简单,谐振器自身尺寸小于中心频率下0.5λg×0.5λg.最小带线和最小缝隙宽度均不小于0.1 mm,易于低成本加工,具有较高的实用价值.