基于广义预测的三相四线制APF控制策略研究

针对有源电力滤波器(APF)系统自身同有延时造成APF补偿性能下降问题,提出了一种基于广义预测控制(GPC)策略。根据GPC理论,设计了三相四线制APF预测控制结构模型,建立了APF的受控自回归积分滑动模型。在此基础上讨论GPC预测控制器的设计方法,实现了对三相四线制APF电流的预测控制。设计了最优控制规律。仿真试验结果表明,广义预测控制具有较好的跟踪能力,克服了系统延时造成的网侧电流存有毛刺的现象。     

基于单周控制三相四线制APF的研究

以四桥臂三相四线制有源电力滤波器(APF)为研究对象,针对APF中畸变电流检测的快速实时响应问题,研究APF的单周控制原理与控制策略,提出三相四线制APF的单周控制模型.在分析单周控制四桥臂三相四线制APF开关周期平均模型的基础上,推导出单周控制的关键方程,该方程组描述了在CCM运行模式下电源电流、开关占空比与电压调节器输出电压3个量之间的关系.基于该方程组的一个最简解,建立了单周控制电路模型.最后设计单周控制APF,并对其进行了仿真及实验研究.实验结果表明,该方法实时性好,控制电路结构简单、动态特性好.     

三相四线制APF电流检测复合算法的研究

并联型三相四线制有源电力滤波器(APF)具有良好的滤波效果,其关键是能准确地补偿谐波电流,在此问题上谐波电流检测显得至关重要.为此,提出一种基于自适应有限脉冲响应(FIR)预测与FBD电流检测相结合的电流检测算法,通过Matlab仿真证明了理论的正确性,并在一台15 kVA的样机上验证了这种新算法的可行性与有效性.     

三相四线制有源电力滤波器无差拍控制策略研究

首先对三相四线制有源电力滤波器的四桥臂主电路拓扑结构进行了电路分析。基于此,提出一种能适用于三相四线制有源电力滤波器的无差拍控制方法。最后用MATLAB对无差拍的控制策略在三相四线制有源电力滤波器中的应用进行了仿真实验。     

三相四线制有源电力滤波器无差拍控制策略研究

首先对三相四线制有源电力滤波器的四桥臂主电路拓扑结构进行了电路分析。基于此,提出一种能适用于三相四线制有源电力滤波器的无差拍控制方法。最后用MATLAB对无差拍的控制策略在三相四线制有源电力滤波器中的应用进行了仿真实验。     

基于Matlab的三相四线制四桥臂有源滤波器控制策略仿真

对三相四线制并联型有源电力滤波器的主电路拓扑结构进行了总结分析,提出一种适用于四桥臂有源电力滤波器的无差拍电流控制策略。通过Matlab/Sim-ulink对该控制策略进行了仿真,并给出了仿真波形。仿真结果显示,该控制策略不但能抑制三相四线制电路中的谐波,对三相不平衡也能进行很好的补偿。     

双环重复控制三相四线制有源电力滤波器

采用一种适合于三相四线制不对称负载的谐波检测方法,使得逆变器仅需补偿无功及谐波电流而降低了开关器件容量的选取值。将比例调节与重复控制理论相结合,设计了电流双环重复控制系统,提高了电流环跟踪的快速性与稳态精度。通过MATLAB仿真验证了该谐波检测算法可顺利分离出各相无功及谐波电流,且控制算法具有快速和高稳定性。通过搭载DSP芯片作为主控系统的实验平台验证实际补偿效果,三相网侧电流谐波畸变率分别由补偿前的54.4%、59.2%、65.2%降低至补偿后的2.6%、3.2%、4.4%,证明所提出的检测及控制方法具有实用性和高稳定性。     

三相四线三电平APF并联运行有源阻尼方法

由于滤波性能良好,电感-电容-电感(LCL)滤波器被越来越广泛地应用于有源电力滤波器(APF)。对于单台应用的APF来说,一般采用基于并网电流反馈的有源阻尼方法衰减LCL滤波器的谐振尖峰。然而,在多台APF并联运行以提高补偿容量的场合,传统的有源阻尼方法抑制谐振的效果会显著降低,甚至造成系统无法正常运行。本文在推导并联运行APF的LCL滤波器等效模型的基础上,提出一种新型有源阻尼方法。该方法根据系统并联台数对有源阻尼控制器参数进行自适应调整,提高了APF并联运行系统参数的鲁棒性和系统的稳定性。在3台三相四线三电平APF并联运行系统上的仿真和实验结果验证了所提出方法的有效性。     

基于线性滤波器的三相四线制谐波电流检测

针对三相四线制电力系统的结构特点及现有谐波检测方法的不足,提出了一种基于二维线性滤波器和瞬时对称分量计算的不对称三相四线制谐波电流检测新算法.该算法的检测原理是利用二维线性滤波器分别检测出各相不对称基波电流,通过改进瞬时对称分量法得到各相电流基波正序分量,从而检测出各相谐波电流.理论推导和Simulink仿真结果表明,该方法能够准确快速地检测出三相四线制电力系统中的谐波电流及无功电流,具有较好的动静态性能.     

基于线性滤波器的三相四线制谐波电流检测

针对三相四线制电力系统的结构特点及现有谐波检测方法的不足,提出了一种基于二维线性滤波器和瞬时对称分量计算的不对称三相四线制谐波电流检测新算法。该算法的检测原理是利用二维线性滤波器分别检测出各相不对称基波电流,通过改进瞬时对称分量法得到各相电流基波正序分量,从而检测出各相谐波电流。理论推导和Simulink仿真结果表明,该方法能够准确快速地检测出三相四线制电力系统中的谐波电流及无功电流,具有较好的动静态性能。     

基于无谐波检测控制的三相四线制APF的研究

针对三相四线制低压配电网中存在的谐波污染严重、中性线电流较大的问题,提出了一种基于无谐波检测的三相四线制有源电力滤波器(Active Power Filter,简称APF)控制策略。建立了电容中点型三相四线制APF的数学模型,并给出了其中电感、电容主要参数的设计方法。在对比分析谐波检测和无谐波检测控制方法的基础上,选取了更有优势的无谐波检测控制策略,并针对系统中存在的负序以及零序电流分量分别设计了比例谐振(Proportional Resonant,简称PR)控制器。通过Matlab/Simulink软件搭建了三相四线制APF的仿真模型,并对谐波补偿和抑制中性线电流进行了仿真测试,效果显著。最后,以某公司的TMS320F28377为控制器单元核心搭建了实验平台,证实了所提控制策略的可行性。     

采用FBD电流检测法的三相四线APF

为使有源电力滤波器(APF)更加有效地应用于三相四线制系统中,对FBD法基本原理进行了详细的介绍,阐述了基于FBD法的三相四线制并联型APF电流检测算法,通过建立相应的单位参考电压矢量,分别对三相四线制系统中的无功电流、谐波电流、零序电流进行检测。对三相四线制APF的主电路拓扑结构及系统原理进行了研究。分析了直流侧电压取值的原则和直流电容容量的选择依据,给出了功率器件的电压等级和容量确定方法,分析了输出电抗器的参数选择依据,给出了控制系统的基本构成。针对谐波问题严重的工业现场,对装置进行了工程现场应用,工程应用结果证明了该系统的可行性和有效性。     

三相四线制并联型电力有源滤波器的算法和参数仿真

针对三相四线制并联型电力有源滤波器的谐波电流检测问题,论证了基于瞬时无功理论的i_p-i_q算法无需改进也可直接应用到三相四线制系统里,给出了推导过程.阐明了基于该方法的滤波原理;给出了主控电路结构;分析了电力有源滤波器主要参数对其整体性能的影响,确定各参数值,并搭建了仿真模型;利用Matlab/SIMULINK对该模型进行了软件仿真分析.仿真结果表明:该有源滤波器对三相四线制系统中不平衡非线性负载产生的谐波具有良好的补偿特性,并且平衡三相负载.     

三相四线有源电力滤波器的三闭环控制策略

为解决三桥臂电容中点式三相四线有源电力滤波器存在的上下桥臂直流侧电压不平衡的问题和启动过程中直流侧电压超调的问题,提出一种三闭环控制策略。通过分析直流侧电压对控制系统的影响,纹波产生的原因,提出直流侧电压的控制指标。在分析直流侧电压与能量交换的关系的基础上,提出一种直流侧电压均压控制方法。针对直流侧总电压在启动过程中的超调问题给出解决方案,给出一种软启方案控制超调,并在大负载和小负载两种情况提出不同控制方案。最后通过实验数据,对这些控制方案进行了验证。     

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。     

三相四线制系统中基于等功率法的谐波检测

有源电力滤波器(APF)补偿性能的好坏很大程度上取决于系统的谐波检测算法。介绍了三相四线制系统中的3种谐波检测法,即以瞬时无功功率理论为基础的d-q法、有功分离法和基于功率平衡的等功率法,重点阐述了等功率法。在系统电压畸变和无畸变、负荷对称和不对称4种组合情况下利用PSCAD/EMTDC软件对系统的谐波检测进行仿真,在此基础上对3种检测法在补偿效果、实时性等方面作详细比较,分析各自特性。比较可知,等功率法不需要大量的计算,程序设计简单,且在补偿效果、实时性、直流侧电压利用率方面均取得其他2种方法难以比拟的效果,且易于硬件实现。实验结果表明,等功率法实用价值高。     

FBD法在三相四线制系统电流实时检测中应用

为了快速、有效地检测出三相四线制电力系统中的谐波、负序和零序电流,提出了一种基于FBD法的电流实时检测方法。该方法的关键是利用参考电压进行投影变换,利用参考电压和三相电流求得电路等效电导,再利用等效电导求得指令电流,从而使检出电流与参考电压波形相位保持一致,可以在系统电压畸变的情况下检测出三相电流的基波正序有功、无功电流分量,不对称电流以及谐波电流分量,拓展了FBD法的应用范围。与基于瞬时无功功率理论的电流检测方法相比,该方法没有复杂的Park变换和dq变换,可以更加快速有效地进行电流实时检测。仿真结果表明了该电流检测方法的正确性和有效性。     

基于单周控制的四桥臂三相四线制有源电力滤波器的研究

为了将单周控制方法用于三相四线制系统,本文提出将四桥臂三相四线制有源电力滤波器的主电路分为三相桥和N相半桥两个独立的子电路,并分别对其采用单周控制。三相桥的单周控制方程及控制电路与三相三线系统相同;通过对电路的分析着重推出了N相半桥电路的单周控制方程和控制电路。最后进行了整体电路的仿真研究。仿真结果表明:采用该方法电路简单,不仅可以有效地补偿系统的三相谐波电流,还可以补偿中线电流,在三相四线制系统中有一定的应用前景。     

NPC型三电平三相四线制SAPF非线性无源控制策略

针对线性控制器依赖局部线性化方法的缺点,提出并联型有源滤波器(SAPF)非线性无源控制策略。根据被控对象二极管钳位(NPC)型三电平三相四线制SAPF在dq0坐标系下的欧拉(EL)数学模型分析其无源性;从能量角度出发构造能量存储函数,得到能使被控量收敛至期望值的无源控制规律;以使内环电流解耦为目的,采用阻尼注入法对其简化,提高系统的动态性能;对所设计的NPC型三电平SAPF的非线性无源控制方法进行了仿真及硬件实验。结果表明,所设计的基于非线性无源控制策略的NPC型三电平SAPF能够实现电网平衡/不平衡情况下的电流低谐波、直流侧电压稳定及中点电压平衡;与传统的双环PI控制策略相比,具有较好的补偿效果。