改进型混合级联多电平有源电力滤波器的研究

针对高压有源电力滤波器,为了减小有功损耗且提高补偿性能,提出一种改进型混合级联多电平拓扑结构,等效为电压源与电流源相串联。电压源由混合级联27电平变换器构成,其输出电压的基波分量与高压配电网电压相抵消,从而为电流源的运行提供了很低的电压环境。电流源由PWM变换器构成,其额定功率很小,IGBT开关频率较高,从而使得有源电力滤波器具有极好的补偿性能。有源电力滤波器的主要功率由开关频率50/60 Hz的方波变换器输出,从而使得有源电力滤波器的总损耗很小。理论分析与仿真结果证明了该新型拓扑结构的有效性。     

采用级联多电平逆变器的混合型有源电力滤波器

针对高电压、大容量有源电力滤波器所存在的投资大、技术实现较为困难等问题，提出一种采用单相全桥逆变器和三相逆变器构成的多电平混合型有源电力滤波器方案。在所提方案中，单相和三相逆变器采用不同的电力电子器件实现，不需要与逆变器级联的变压器，从而可降低装置的体积与成本。对多电平逆变器的控制策略、逆变器直流侧电容器电压选取等进行了分析，并以10kV系统为例进行了参数计算和仿真研究。仿真结果表明所提方案具有结构简单、补偿效果好及适合应用于高电压、大容量的谐波滤波场合等特点。     

三相级联多电平并联有源电力滤波器

为了提高有源功率滤波器的电压和功率等级,采用H桥级联配合多电平技术是一种有效的解决途径。介绍了并联有源功率滤波器的基本原理及H桥级联的载波移相控制技术,采用固定开关频率的直接电流控制方法设计了一套基于数字信号处理器(digital signal processor)和复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device)载波移相的H桥级联多电平并联有源电力滤波器系统。该系统具有利用低开关频率、低电流谐波、低压开关器件实现高压输出的优点,并通过仿真和实验加以验证。     

基于不对称级联逆变器的串联混合有源电力滤波器

提出了一种基于不对称级联多电平逆变器(ACMI)的串联混合有源电力滤波器(SHAPF)及其控制策略.其中,ACMI的各单元逆变器的输出额定电压呈3的幂次方增长,N个单元逆变器的级联可以输出3N电平的阶梯波电压.该SHAPF的串联有源部分被控制为一个幅值由负荷电压基波有效值偏差确定、相位与线路终端电压基波正序分量相同的基波正弦电流源,用同一个装置和同一套控制策略可以实现电源电压扰动(包括谐波、电压降落和不对称等)隔离、负荷谐波电流补偿、负荷节点电压基波幅值调整、线路终端功率因数调整和故障电流限制等功能.与传统SHAPF相比,该SHAPF具有功能多、控制简单、补偿效果好以及其串联有源部分开关损耗小和易于实现大容量化等优点.数学推导和仿真分析验证了该SHAPF及其控制策略的正确性和有效性.     

级联型H桥多电平变流器在有源电力滤波器中的应用

针对级联型H桥有源电力滤波器(APF)直流电压的不平衡,提出了改进的电压内、外环加电流环控制方法,实现直流电压的均衡控制。采用基于瞬时无功功率理论的ip-iq谐波检测法和CPS-SPWM调制技术,搭建了2级级联型APF模型。仿真结果表明,采取所提出控制策略的级联型H桥APF能够很好地补偿谐波电流,同时也能维持直流电压的平衡和稳定,从而验证了方法的正确性和可行性。     

级联式有源电力滤波器控制策略及实验研究

针对由级联式多电平变换器为主电路的有源电力滤波器,其主电路中直流电容相互独立,如果没有有效控制措施,这些独立的电容电压会产生不平衡,严重威胁装置的安全、稳定运行。本论文提出一种有效控制策略,不仅具有良好的补偿效果,而且保证了主电路中各级联单元直流侧电容电压恒定和均衡。为了验证所提控制方法和控制策略,本文搭建了两级级联式有源电力滤波器,实验结果表明,该系统具有良好的滤波性能,同时也保证了各级联单元直流侧电容电压恒定和均衡,进一步表明本文所提方法的有效性和正确性。     

级联混合型有源电力滤波器的仿真研究

高电压等级电力系统中,大容量有源电力滤波器的谐波抑制性能主要受主电路开关器件耐压水平和工作频率的限制.提出一种由有源级联多电平逆变器和无源单调谐滤波器构成的混合型有源电力滤波器主电路拓扑结构以及该混合型装置主要参数的设计方法.由于无源滤波器的存在,稳态运行时,可以大幅降低有源部分的容量和耐压水平,同时分析了该混合型装置绝大多数基波电压由无源部分承担的原因.此外,有源部分级联结构的应用可以降低单个开关器件的耐压水平,获得较高的等效输出频率.对级联混合型有源电力滤波器主电路及其控制系统进行仿真,仿真结果验证了所提方案的特点以及良好的补偿效果.     

有源电力滤波器主电路研究

随着大功率开关器件的广泛应用，电能质量问题日益严重。就谐波治理中的无源及有源滤波技术进行了对比，介绍了有源滤器的分类、工作原理。提出了由组合相移SPWM变流器构造的电流源型有源滤波器和能在较低开关频率下实现较高开关频率效果的级联型多电平变流器有源电力滤波器。     

基于级联型逆变器的中压有源电力滤波器滞环电流矢量控制

该文提出了一种基于级联多电平逆变器的中压有源电力滤波器滞环电流矢量控制方法.该方法以检测出的需补偿的电流作为指令电流,在复平面上进行滞环电流控制.考虑了实用性,在工程实际中采样频率与功率器件开关频率有限的情况下,根据误差电流矢量和逆变器输出参考电压矢量的大小和方向,在待选电压矢量中快速选出级联多电平逆变器最优输出电压矢量;并根据相邻采样周期对应开关状态变化最小的原则在大量冗余开关状态中选择最优开关状态,减少了开关次数,降低了开关损耗.仿真结果证明了其的正确性和实用性.     

C型混合有源电力滤波器

该文提出一种新型混合有源电力滤波器结构，它将C型无源滤波器和电压源型有源滤波器结合起来，其中有源滤波器不承受基波电压，不负担基波电流且只通过部分谐波电流，输出变压器变比可以小于1，有源滤波器的直流侧电压与系统电压之比较低。在该文给出的复合控制方式下，该混合有源滤波器可以完全补偿指定的若干次负载谐波电流，同时对其他各次谐波电流有部分补偿作用。仿真和实验结果表明该方法中的有源滤波器具有装置容量小，输出电压波形控制简单，滤波效果好，容易实现的优点，适合于高电压大电流场合的谐波治理。     

中压有源电力滤波器主电路拓扑结构研究

目前,广泛研究的中压有源电力滤波器(APF)主电路结构有2种:有源无源混合结构和多电平级联结构。在分析这2种结构特点的基础上,提出一种带隔离变压器的级联型多电平逆变器作为APF主电路,采用多载波脉宽调制(PWM)控制,输出由一系列阶梯变换的脉冲方波组成,非常接近正弦波。该电路具有结构简单、直流电压容易控制等特点,仿真试验验证了其可行性。     

一种单相并联混合型有源电力滤波器的研究

提出一种新型单相并联混合型有源滤波器的拓扑结构,分析了其基于磁通补偿和谐波分流技术的原理,在无源部分只装设双调谐滤波器的情况下,与传统并联混合型滤波器相比较,有源滤波器（APF）所需容量大大减小;采用检测相地间谐波电压的控制方式,并进行相应的仿真研究。结果表明,新型单相并联混合型有源滤波器滤波效果好,控制方式可行,有源滤波器所需容量很小。     

级联式并联有源电力滤波器的控制

本文提出了一种新的级联式并联有源电力滤波器(CSAPF)的控制算法.传统的两电平拓扑结构的有源滤波器由于其功率开关耐压水平的限制,难以实现对高压大容量非线性负载的谐波补偿.在高压大容量传动系统中,H桥级联式逆变器得到了广泛的应用.然而,这种逆变器独立电容电压的不平衡问题限制了其在有源滤波领域的应用.本文针对这一问题设计了一种新的参考电流提取算法和电容电压平衡PWM算法.实验结果表明了所提出算法的正确性和有效性.     

并联混合型有源电力滤波器滤波特性分析

为了比较不同并联混合型有源电力滤波器的滤波特性及电源阻抗对其滤波特性的影响,选用了四种典型的并联混合型有源电力滤波器拓扑结构,分析了它们的工作原理。首先在固定电源阻抗时,画出了在同样的电路参数和控制方式下,不同的并联混合型有源电力滤波器拓扑结构中,流入电源的谐波电流与负载谐波电流比值的波特图,然后又在电源阻抗发生变化的情况下,画出了流入电源的谐波电流与负载谐波电流比值的波特图,通过对这些波特图的分析,比较了不同并联混合型有源电力滤波器的滤波特性以及电源阻抗对其滤波特性的影响,从而找到了滤波效果较好的并联混合型有源电力滤波器的拓扑结构。     

并联型有源滤波器复合控制方法的仿真研究

在并联型有源电力滤波器(APF)的控制方法中,滞环控制方法响应速度快,受负载参数变化影响小,但开关频率不固定,直流侧电压的稳定性不好。空间电压矢量控制(SVPWM)方法直流电压利用率高,直流侧电压稳定性好,但是负载参数变化影响空间电压矢量控制性能。提出一种将空间电压矢量控制和定频滞环控制相结合的APF电流控制方法,分析了SVPWM控制、单相和三相定频滞环电流控制以及空间电压矢量和定频滞环复合控制方法。并使用PSCAD/EMTDC软件对所述控制方法作了仿真,仿真研究表明,所提出的复合控制方法可使APF具有良好的静态稳定性和动态响应速度。     

有源滤波器电流控制新方法

本文提出了一种基于最优电压空间矢量的有源滤波器滞环电流控制方法。该方法的特点是以相间电流误差而非相电流误差作为控制对象,因此可用三个滞环比较器构成参考电压矢量所在区别判别器,在此基础上应用最优电压矢量实行滞环电流控制。在同样的控制精度下,该方法可有效地降低开关频率,减小有源滤波器开关损耗。计算机仿真结果验证了这一方法的有效性。     

注入式混合型有源电力滤波器稳定性研究

在介绍注入式混合型有源电力滤波器的拓扑结构及控制策略的基础上,提出了该有源电力滤波器的数学模型,并利用该模型对系统的稳定性进行深入分析。从谐波抑制效果出发,有源电力滤波器放大倍数K的取值越大越好;但是系统中的延时环节、电网电感参数和无源电力滤波器参数均限制了K的取值范围,从而共同决定了有源电力滤波器实际能够投入的最大容量。分析表明:系统中的延时越小、无源电力滤波器及电网的电感参数越大,则最大放大倍数Kmax越大,谐波抑制效果越好;无源部分对Kmax影响有限。实验结果证明了理论分析的正确性。     

新型单相并联混合电力滤波器的研究

本文针对LC无源滤波器和传统的电压源型并联混合电力滤波器的缺点,提出了一种新型的并联混合电力滤波器.它由纯调谐LC无源滤波器、附加电感和有源电力滤波器(APF)构成,APF控制成谐波电流源.从理论分析得到了APF的容量公式,并提出了附加电感的设计原则.仿真和实验结果证明了此方案的有效性和优越性.