高压并联式混合型电网高次谐波有源滤波装置

介绍了我国首次自主研制并投入工业运行的第一套高压并联式混合型10kV电网高次谐波有源滤波装置的主要特点和设计方案,以及工业运行的效果。该装置是一种并联式有源滤波和无源滤波相结合的混合型成套装置。文中详细介绍了该装置的大容量有源滤波器的主回路设计、功率开关器件的选用、谐波电流检测及补偿信号控制的数字模拟混合技术、滤波装置的并联运行仿真及实际工业运行效果等方面。该装置的鉴定测量结果为:实测补偿容量达508.1kVA以上,超过设计值480kVA;空投损耗为额定补偿容量的0.12%;动态响应时间小于0.3ms;投运后的母线电压畸变率为1.3%~1.5%,比原来的电压波形总畸变率下降1.5%;功率因数从0.75上升到0.93以上。     

并联电抗式混合有源滤波器电流源闭环控制

提出了一种新型并联电抗式混合有源滤波装置的电路结构,在此电路结构上对电流源闭环控制策略进行了深入分析和研究.从谐波抑制、系统谐振抑制、降低有源部分容量等方面进行理论分析,并且采用Matlab仿真软件对电流源闭环控制策略的谐振抑制性能进行研究.最后通过实验分析验证了电流源闭环控制策略可对该新型有源滤波装置进行有效、可靠的...     

基于电力电子开关的整流电路谐波滤除法研究

针对整流电路的谐波污染,采用了一种基于电力电子开关的可控整流电路谐波注入滤波法。该方法直接从整流电路的直流侧提取所需的谐波电流,在利用适当的电路结构获得最佳注入条件后,通过电力电子开关注入到交流侧。它不仅降低了谐波含量,同时也减少了直流侧电容桥上的谐振电流。通过仿真和电路试验证明,该滤波电路能将电流畸变率由原来的30.53%降低到9.45%,从而使交流侧的电流接近正弦波。因此,它是一种很有前景的滤波方法。     

基于双DSP的无功与谐波自动补偿装置的设计

提出了基于双DSP结构的有源滤波与无源滤波相结合的无功与谐波动态补偿原理和方案,设计了无功与谐波自动补偿装置主电路结构与控制系统。采用基于双DSP结构的有源滤波器可以大大改善滤波性能,并能抑制LC电路与电网之间的谐振,提高补偿系统动态性能。此装置能使电力系统的功率因数提高到0.9以上,同时可有效抑制供电网的谐波。     

基于双DSP的无功与谐波自动补偿装置的设计

提出了基于双DSP结构的有源滤波与无源滤波相结合的无功与谐波动态补偿原理和方案,设计了无功与谐波自动补偿装置主电路结构与控制系统。采用基于双DSP结构的有源滤波器可以大大改善滤波性能,并能抑制LC电路与电网之间的谐振,提高补偿系统动态性能。此装置能使电力系统的功率因数提高到0.9以上,同时可有效抑制供电网的谐波。     

一种优化配置谐波抑制装置的新方法

针对配电网谐波源的多样性、不确定性等特点,以平均谐波畸变率和经济性为目标函数,将有源滤波器容量和谐波电压畸变率作为寻优的约束条件,将滤波装置中电容器的容量与串并联谐振频率的关系作为谐振约束条件;并采用混合罚函数将非线性约束优化问题变为无约束优化问题。最后采用改进模糊粒子群算法对滤波装置优化配置,通过在算法中考虑所有个体对群体活动的导向性,以增强粒子之间相互学习的能力,有效防止粒子陷入局部最优。仿真结果表明,该优化算法在给定的电网范围内能统一优化有源滤波器和无源滤波器的安装地点及相应的参数,具有一定工程应用价值。     

注入式混合型有源电力滤波器直流侧过电压产生的机理及抑制方法

注入式混合型有源电力滤波器是一种应用较为广泛的谐波治理装置,一般采用不可控整流电路来维持直流侧电压.但是当电网谐波电压含量较高时系统中存在的直流侧过电压现象严重威胁着有源滤波系统的安全,目前对这方面的研究很少.本文在分析注入式混合型有源电力滤波器工作原理的基础上,着重探讨了IHAPF系统直流侧过电压产生的机理.从谐波治理效果和系统安全性等方面研究了直流侧过电压对注入式混合有源滤波系统性能产生的影响,提出了从优化注入支路参数和改进APF主电路结构等方面提高系统安全性的方法.根据本文所述方法,为某冶炼厂研制了"注入式混合型大功率有源滤波系统",运行结果表明了该方法的有效性.     

串入式串联混合有源电力滤波器的研制

为提高无源滤波器组效能和获得高容量、高性能的有源电力滤波装置,提出了一种串入式串联混合有源电力滤波器,其电路拓扑结构是在传统串联混合有源电力滤波器(SHAPF)的基础上在其逆变器的交流侧上串入一个基波串联谐振装置。由于基波串联谐振电路具有在基波频率处的阻抗近似为零而在谐波频率处阻抗很大且随频率线性增大的功能,从而能使逆变器承受较小谐波电压,因此能增加主回路谐波阻抗,减少系统阻抗和无源滤波器组参数变化的影响。最后,仿真分析和实验结果证实了串入式SHAPF能提高无源滤波器组效能,降低有源部分容量和改善整个滤波装置的滤波性能,是一种高性能、实用的有源滤波装置。     

配电网低压大电流负荷的谐波与无功补偿装备研制

研制了一套适用于企业配电网低压大电流负荷的谐波与无功补偿装备,即HAPF-IVC综合补偿装置。采用高压与低压相结合的谐波治理方式,在变压器10 kV高压侧采用较小容量的高压注入式混合型有源电力滤波系统(HAPF),同时在380 V低压侧投运一组智能型无功补偿装置(IVC)与无源滤波器相配合以实现无功的动态补偿,达到了谐波治理和无功补偿相结合的效果,解决了大电流情况下HAPF容量限制的瓶颈。实验结果表明输入电流畸变率由补偿前的31.1%降低到3.9%,功率因数由补偿前的0.7提高到0.95。     

基于双DSP的无功与谐波自动补偿装置设计

提出了基于双DSP结构的有源滤波与无源滤波相结合的无功与谐波动态补偿原理和方案,设计了无功与谐波自动补偿装置主电路结构与控制系统。采用晶闸管投切电容器TSC的无源LC滤波器可以增大电源系统的容量,降低成本;采用基于双DSP结构的有源滤波器可以大大改善滤波性能,并能抑制LC电路与电网之间的谐振,提高了补偿系统动态性能。此装置能使电力系统的功率因数提高到0.9以上,同时可有效抑制供电网的谐波。     

神经网络控制的三相并联有源电力滤波器设计

针对现有各种谐波检测方法的不足,在分析了滤波器的工作原理和传统的神经网络控制算法之后,提出了一种新的神经网络控制算法,设计了一种应用于电力系统中补偿无功和抑制谐波的三相并联有源电力滤波器(APF),该滤波器由一个三相PWM电压源逆变器及其控制电路组成。将负载电流、直流侧电容电压与系统电压输入改进的神经网络,计算出并联有源电力滤波器的参考电流,参考电流输入滞环电流控制器获得逆变器的触发脉冲,从而得到补偿电流。通过Matlab仿真表明,由改进的神经网络控制的滤波器,在负载变化及其电流变化情况下都有良好的性能。同时,通过数字信号处理器实现的系统实验验证了该方案的正确性。     

适用于飞机电网的并联型有源电力滤波器功率电路及其控制策略

针对飞机电网频率较高、电源内阻抗较大的特点,采用并联型有源电力滤波器实现对电网谐波的集中抑制。采用改进的交叉矢量算法实现对基准补偿电流的检测和计算,采用滞环电流控制实现对较高频率电源系统瞬时电流的补偿,同时对直流侧电压进行稳压调节,并推导其传递函数。仿真和实验结果验证了将APF应用于飞机电网的正确性和可行性,表明采用本文的有源滤波器可集中抑制电网谐波电流,具有较好的补偿效果。     

基于有源电力滤波器和晶闸管投切电容器的混合补偿系统的研究

为了降低有源电力滤波器(APF)的容量,同时有效消除电网谐波电流并提高功率因数,提出了APF加晶闸管投切电容器(TSC)的混合补偿系统。分析了该混合补偿系统的主电路结构和工作原理。通过对比试验研究证明,该混合补偿系统不仅可显著提高电网功率因数,而且能有效消除非线性负载产生的谐波电流,具有较好的实用价值。     

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.     

高功率密度单相变换器的直流有源滤波器研究

单相变换器系统会产生二次脉动功率,使直流母线电压出现二次脉动,危害整个系统。一般采用在直流侧并联大电容或LC谐振电路的方法来抑制直流母线电压的二次脉动,但增加了系统的体积和重量,功率密度较低。为提高系统的功率密度,采用了一种能量双向流动的Buck有源滤波器来抑制直流母线电压的二次脉动。推导滤波器完全补偿脉动功率时电容电压和电流方程,并在此基础上针对高压大功率场合提出双闭环无差拍加重复的控制策略。无差拍控制可提高系统阻尼,重复控制可增加稳态精度。从脉动能量存储、控制带宽两方面讨论APF的参数设计。仿真和实验证明了所提方案能显著减小直流侧滤波电容,提高系统功率密度。     

一种并联混合型电力滤波器控制策略

针对由并联电容器与有源电力滤波器组成的混合补偿系统所存在的稳定性问题,对混合系统的电流检测方法做了稳定性分析,提出了一种检测负载电流加电网电压的新型控制策略,该策略通过检测电网侧的谐波电压发出相应的谐波电流,改变系统的谐波阻抗而使系统的稳定性得到改善.并分析了此控制策略对有源电力滤波器的容量影响.经过理论分析和实验验证,此控制策略可以有效提高混合补偿系统的稳定性.     

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。     

ip-iq检测法的单周控制三电平有源电力滤波器

并联型有源电力滤波器APF可以有效补偿由非线性负载产生的谐波和无功功率电流。为了实现单独对谐波分量、无功功率分量进行补偿,或者对谐波和无功功率分量同时进行补偿这些不同的补偿目标,同时为了满足大功率、高电压和输出电流波形畸变小的需要,提出了将中点箝位变换器和ip-iq电流检测法应用于单周控制有源电力滤波器的方法。采用ip-iq电流检测算法可分离出负载电流中的谐波分量、无功功率分量,且电网电压波形畸变不影响检测结果,故可提供不同补偿目标的参考信号。理论推导和仿真结果表明,该法能分别单独补偿谐波分量、无功功率分量,或者同时补偿谐波和无功功率分量,而且电网电压波形畸变不影响补偿效果。通过将ip-iq电流检测法运用于单周控制三电平有源电力滤波器,既实现多种补偿目标,又具有电网电压波形畸变不影响补偿效果、单周控制策略简单、三电平变换器输出电流波形畸变小的优点。     

并联型有源电力滤波器直流电容电压的控制

控制有源电力滤波器(APF)直流侧电压为适当值是保证其具有良好补偿性能的一个重要因素,以并联型有源电力滤波器交流和直流侧瞬时功率平衡为基础,对并联型有源电力滤波器直流电容平均电压与脉动电压的变化规律进行研究,分析了它们对并联型有源电力滤波器性能的影响。为了克服这种影响,提出了在补偿电流中注入基波有功电流和增大直流侧电容量控制直流电压稳定的一种方法。仿真结果验证了所提出方法的正确性和有效性。     

并联型有源电力滤波器直流电容电压的控制

控制有源电力滤波器(APF)直流侧电压为适当值是保证其具有良好补偿性能的一个重要因素,以并联型有源电力滤波器交流和直流侧瞬时功率平衡为基础,对并联型有源电力滤波器直流电容平均电压与脉动电压的变化规律进行研究,分析了它们对并联型有源电力滤波器性能的影响。为了克服这种影响,提出了在补偿电流中注入基波有功电流和增大直流侧电容量控制直流电压稳定的一种方法。仿真结果验证了所提出方法的正确性和有效性。