多机并联LCL型APF谐振特性分析及抑制策略研究

由于LCL型有源电力滤波器(APF)作为一个三阶系统,不仅能够保证滤除高频开关分量,同时在相同的容量下,可大大降低电感取值,因此在配电网被大量采用。然而,随着LCL型APF大量并网,其自身产生的谐振问题开始凸显。本文针对配电网内并联LCL型APF与电网之间交互影响问题,建立了并联LCL型APF系统等效电路模型,并对多机并联LCL型APF系统进行了并联谐振特性分析,得出了并联谐振的表达式;提出一种基于电容支路电流反馈的有源阻尼策略来替代无源阻尼,对APF并联系统机网谐振进行抑制,进而分析了不同有源阻尼参数对并联谐振抑制效果的影响。最后通过RT-LAB仿真验证了上述理论分析的正确性与抑制策略有效性。     

弱电网下多APF并联耦合及谐振研究

研究了多有源电力滤波器（APF）系统在弱电网下的谐振问题。由于弱电网下存在电网阻抗,并联系统中APF通过公共节点电压相互耦合,产生谐振。首先结合公共节点电压以及网侧电流间的相互关系,得到APF并联系统的传递函数矩阵。针对该传递函数矩阵,分别在LCL滤波器相同和不同参数情况下,对弱电网下APF并联系统的谐振特性展开分析,进而引入虚拟电阻型有源阻尼方法抑制系统谐振。最终搭建仿真和实验平台对研究结果进行了验证,证明了该方法的正确性和优越性。     

分布式光伏多机并联谐振抑制策略

针对分布式光伏集群系统中多机并联产生的谐振问题,提出了一种基于估算滤波电容电压反馈和并网点(PCC)电压比例控制相结合的谐振抑制策略。首先,分析了分布式光伏系统中多机并联谐振的产生机理。其次,提出了估算滤波电容电压反馈的有源阻尼控制算法。再次,为达到更好的谐振抑制效果,在上述算法的基础上引入PCC电压比例控制,并根据其数学模型进行了稳定性分析。最后,通过仿真对比和实验研究,验证了所提谐振抑制策略的正确性和有效性。     

复杂阻抗分布时多APF并联谐振分析和抑制

此处主要对弱电网下考虑电网阻抗和设备间线路阻抗时并联有源电力滤波器(APF)系统进行研究。当仅考虑电网阻抗时,并联APF系统中每个APF系统均采用电容串联电阻的无源阻尼,系统稳定运行。但由于设备间存在线路阻抗,并联系统中APF通过公共节点电压相互耦合,易产生谐振。由此建立APF多机并联模型,结合公共耦合点矩阵方程,对系统谐振问题进行分析。通过分析,当考虑电网阻抗和设备间线路阻抗时,仅采用无源阻尼的APF系统不再稳定,即使引入基于电容电流的有源阻尼,也不能消除APF的谐振,且设备的公共耦合点周围阻抗越复杂,谐振现象越严重。为此,在此引入基于公共耦合点电压前馈的有源阻尼,针对该矩阵提出的有源阻尼模型,得到不同电网阻抗时系统的幅频特性曲线,可知该方法能够有效抑制并联产生的谐振。最后通过搭建仿真和实验平台,验证上述理论分析的正确性和抑制策略有效性。     

多机并网逆变系统建模分析及谐振抑制研究

考虑并网逆变器PWM调制的谐波源特性,针对多机并网逆变系统中LCL滤波器与电网阻抗耦合所引起的谐波增大甚至谐振的问题进行建模,分析其谐振机理.在逆变器电流环控制中引入电容电压反馈作为有源阻尼,使多机并网时逆变器输出电流满足并网条件.仿真对比加入有源阻尼前后多机并网的效果,证明所用的控制策略能削弱并网点电压和电流的谐振,改善并网环境.     

模块化APF并联建模及谐振分析

本文首先建立了单台APF小信号等效模型,从PCC处将单台APF等效模型拓展到多台并联模型,通过对谐振电流特性的分析,我们得出了两台APF并联具有与N台APF并联相似的谐振电流特性,分析了APF补偿电流突变和并联台数对并联系统谐振特性的影响。最后,通过实验研究,验证多台APF并联系统小信号等效模型和谐振特性分析的正确性。     

APF谐波抑制技术的实际应用

在供电系统中谐波现象普遍存在,且危害严重。通过APF原理的引入,介绍了基于傅里叶变换算法和DSP控制的谐波抑制原理,并对APF原理的控制回路和电气回路进行了图示。以某冶炼厂应用并联型APF为实例,对比APF滤波前后的波形效果和谐波含量,对其实际应用效果进行客观地评估分析,验证APF滤波在类似领域应用的可行性和有效性。     

检测电流包含电容电流的SAPF谐波抑制和谐振阻尼新方法

研究一个由并联型有源电力滤波器(SAPF)和并联电容器组成的混合补偿系统,其中并联电容器的容性阻抗会与配电网的感性阻抗发生并联谐振。当检测电流中不包含电容电流时,SAPF可以抑制谐波和阻尼谐振且系统稳定;当检测电流中包含电容电流时,SAPF采用传统方式补偿会使得系统谐振频率向高频漂移。针对SAPF检测电流包含电容电流情况,提出一种改进的控制方法。该方法基于谐波电流分频控制策略,将高于谐振频率的抑制电流指令取反,低于谐振频率的抑制电流指令保持不变,同时检测谐振频率附近的公共耦合点(PCC)电压构建虚拟阻尼电阻,并对虚拟电阻的电导值进行闭环调节。采用该方法补偿后的网侧电流和PCC电压均满足电能质量标准。最后进行了仿真和实验验证。     

基于多台APF并联的微网谐波抑制

针对微网中的谐波问题,对多台有源滤波器(APF)的并联运行治理微网谐波进行了研究,在比较并研究了均流策略和各种并联策略后,提出了一种新的微网中APF并联方法和控制策略,研究了均流策略和并联实现方法。通过仿真验证了该方法的可行性和可靠性,说明该方法具有很好的动态性能和补偿效果。     

并联型APF比例谐振控制优化研究

配电系统的最新趋势表明,非线性负载的使用将在未来呈现上升的趋势,因此研究了并联型有源滤波器,用来消除谐波,从而提升电能质量。使用一种无谐波检测方法,从而使补偿精度不再受负载电流检测精度的影响,输出电流波形的控制使用一种优化的准比例谐振控制器完成。在并联型有源滤波器主电路系统结构的基础上,提出了一种电压电流双闭环及电流比例负反馈的准比例谐振优化控制方案。最后,通过MATLAB/Simulink对所提优化控制方案进行仿真,所提出优化控制的可行性通过仿真实验得到充分验证。     

一种用于配电系统谐振抑制及谐波治理的新型PAPF控制方法

针对配电系统中时有发生的并联电容器与电网阻抗之间谐振的现象,该文首先分析了传统的负载电流检测方式下并联型有源电力滤波器(parallel active power filter,PAPF)对系统谐振的抑制情况。分析表明,由于无功补偿电容器的影响,传统控制策略下的PAPF对系统谐振的抑制效果不理想,同时当检测的负载电流中包括无功补偿电容器电流时,系统还有可能出现不稳定的现象。针对这种情况该文提出了一种新的PAPF控制策略,该控制策略可以在进行谐波治理的同时有效抑制负载谐波电流或者系统谐波电压造成的并联电容器与电网阻抗之间的谐振。最后给出了实验验证结果。     

混合型APF的选择性谐波补偿控制策略研究

混合有源电力滤波器(HAPF)将有源电力滤波器(APF)和无源滤波器相结合,既能弥补无源滤波器的缺点,又能有效降低APF的容量,在工程实际中具有很强的实用性.针对一种单调谐HAPF,分析了其拓扑结构,推导得到了α,β坐标系下的电流控制模型;提出了一种基于负载电流检测方式的选择性谐波补偿控制策略,电流控制环节采用多个矢量谐振控制器并联同时实现了指令次谐波提取和谐波跟踪.最后搭建了实验平台进行实验,结果证明了所提控制策略的有效性.     

基于新型改进谐振控制器的APF无谐波电流提取控制策略

为了消除传统谐波电流提取环节对APF动稳态性能的影响,本文提出一种dq坐标系下基波电流与谐波电流分环解耦的新型控制结构.通过分环解耦,基波电流控制环只跟踪控制直流量,以实现直流侧电压稳定.谐波电流控制环利用改进谐振控制的选频特性,将负载电流直接送入谐波电流环,无需进行谐波分量提取,从而消除谐波提取环节带来的指令信号误差和延时.为提高系统相位裕度,本文提出一种新型改进谐振控制器,在余弦内模谐振控制器基础上引入一个实轴右半侧的零点,并在离散域下展开频率特性对比和参数影响分析.最后,通过实验验证了所提方法的有效性.     

统一电能质量调节器并联侧APF谐波检测技术

研究了统一电能质量调节器(UPQC)并联侧有源电力滤波器(APF)的4种谐波电流检测技术,包括ip-iq法、傅里叶分解法、自适应法和FBD法等,比较了各自的优缺点和适用场合。对FBD法和ip-iq算法的一致性问题进行深入分析。通过Matlab/Simulink软件对UPQC系统并联侧APF的谐波检测技术和UPQC整体功能进行了仿真研究。在实验室条件下搭建UPQC实验平台,对系统并联侧运行和控制情况进行实验研究。结果表明,对UPQC并联侧所采用的谐波电流检测算法和电流跟踪控制算法是正确并可行的。     

基于复矢量PI+多谐振的三电平APF控制技术研究

并联有源电力滤波器(APF)被广泛用于配电网的电能治理。通过分析三相四线制三电平并联APF的电路结构和d,q,0坐标系下数学模型,以高精度基波电流和谐波电流控制为目标,给出复矢量比例积分(CVPI)+多谐振的电流控制方法。基波电流控制环路采用CVPI控制器,以零极点对消原则进行控制器设计,以完成d,q轴电流解耦的同时,实现电流环路的降阶。为了实现谐波电流高精度补偿,在基波控制环路的基础上,引入带相位补偿的多谐振控制,并给出各谐振控制器的一般设计方法。最后,进行了控制系统的实验验证,实验结果证明了所提控制方案在APF应用中的有效性。     

工厂供电系统谐波谐振的抑制

提出了一种混合有源滤波器（HAPF）,由小功率有源滤波器（APF）和单调谐无源滤波器（PF）组成,用于抑制工厂供电系统的谐波谐振。传统的PF为了满足失谐情况下的滤波要求,不得不降低调谐税度Q而牺牲滤波效果。文中所提方法通过对APF的控制,可以无限提高PF的品质因数,有效地改善PF的滤波效果,实验结果验证了HAPF的可行性和有效性。     

神经网络控制APF抑制微电网谐波的研究

针对微电网中的谐波污染问题,运用CMAC神经网络与PID算法相结合控制有源电力滤波器(APF),抑制微电网谐波。该系统采用CMAC前馈控制,确保系统响应速度,PID后馈控制,来抑制扰动,仿真结果表明,该控制方法对微电网谐波有明显的抑制效果。     

一种基于虚拟阻抗的HAPF谐振抑制方法

针对HAPF系统中无功补偿电容FC易与电网阻抗发生谐振影响谐波治理和系统稳定问题,提出一种基于虚拟阻抗的谐振抑制方法,采集PCC点电压构建了谐振抑制阻尼函数,使之等效为并联在FC两端的阻抗,使系统的谐振频率始终大于补偿的谐波频率,不仅可实现较高的谐波补偿精度,而且可提高系统的稳定性。最后在一台30 kVA的HAPF平台上对所提出的方法进行了试验验证,试验结果表明了该方法的有效性。