弱电网条件下多APF并网交互影响分析

多有源电力滤波器（APF）并入区域配电网时,控制回路间存在复杂的负交互影响,造成APF补偿性能下降,对系统的稳定性产生危害。首先基于诺顿等效电路搭建弱电网条件下多APF并网数学模型,然后结合动态相对增益矩阵（DRGA）原理,提出一种定量分析多APF控制回路间交互影响程度的方法,能够基于不同频率区间分析交互影响程度与控制回路参数及弱电网等效电感间的定量关系。最后利用MATLAB/Simulink平台搭建并网仿真系统模型,时域仿真结果与理论分析一致,验证了该方法的有效性。     

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。     

多个并网逆变器间的交互影响分析

多个并网逆变器之间的交互影响给电网的稳定运行和电能质量带来负面影响。基于状态空间平均法建立了多并网逆变器传递函数模型,基于所建立的模型和相对增益矩阵原理,提出了一种多个并网逆变器电流控制回路之间交互影响的分析方法,使其能够定量地分析多并网逆变器电流控制回路之间的交互影响和系统频率、控制参数以及电网强度之间的关系。时域仿真和基于相对增益矩阵(relative gain array,RGA)原理分析方法的一致性,验证了该分析方法的有效性。     

混合型多APF系统建模及共振抑制方案研究

针对多台APF系统相关的共振和稳定性问题,建立了常规混合多APF系统的数学模型。基于该模型进行了其动态交互的数学理论分析,提出了一种针对混合多APF系统削弱共振和提高系统稳定性的方案。其中多APF系统是由不同类型的模块APF组成,每种模块具有不同的LCL滤波器参数、开关频率、载流量。在分析混合型多APF的动态交互的基础上,得出了增加LCL滤波器电感可有效抑制不同模块APF之间的共振和耦合的结论。与目前传统模块化APF相比,该混合型多APF系统可提供较宽的电流跟踪带宽、快速的动态响应速度以及较高的容量利用率。同时理论研究和仿真结果证明了该混合型多APF系统的共振抑制方案的可行性。     

基于模态分析与相对增益矩阵的多STATCOM交互影响分析与仿真

STATCOM以快速无功控制稳定电压,但缺乏协调配合会产生交互影响。采用模态分析与相对增益矩阵(relative gain array,RGA)结合的方法进行交互影响分析,借助精确反馈线性化改进内层电流控制。建立多STATCOM系统的状态空间表达式,通过模态分析确定系统出现负阻尼振荡模式的控制器参数;结合状态空间表达式系数矩阵,求解相对增益矩阵,研究输入信号及电气距离与交互影响的关联机理;结果表明STATCOM控制器比例增益设置会引入新的局部振荡模式,引起低频功率振荡;而参考电压与电气耦合程度是负交互影响产生的重要因素。针对传统内环电流控制,利用非线性控制理论对其改进,设计输入状态反馈线性化控制器;借助线性二次型控制理论确定状态反馈矩阵,推导最优控制律,实现受控状态对期望状态的最优逼近;仿真结果表明非线性控制器能有效改善参考信号阶跃引起的功率波动,显著提高系统阻尼。     

基于动态矩阵的APF预测控制策略研究

为进一步提高有源电力滤波器(APF)的补偿性能,提了一种基于动态矩阵的预测控制策略.研究了预测控制策略的基本原理,根据动态矩阵控制理论,建立了APF的动态矩阵预测模型,进而设计出最优控制规律和反馈校正装置.实验结果证明,这种预测控制方案具有响应速度快、鲁棒性高等特点.     

多VSG功频环路间交互影响的定量分析

多虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)并网系统不同控制环路间的交互影响不利于高渗透率新能源电网的安全稳定运行,将给VSG的输出角频率带来负面影响.针对该问题,基于机电比拟原理构建了多VSG并网系统功–频环路的机械导纳模型,推导了多VSG并网系统输出角频率的传递函数矩阵.进...     

基于改进麻雀算法的多APF协调控制研究

有源电力滤波器（APF）因其具有快速追踪和消除谐波的功能而广泛应用于配电网中。其中,LCL型APF对高频谐波有更好的抑制能力。随着APF并网数目的日益增多,各APF间的交互影响问题变得不可忽视。针对多APF间的交互影响,首先基于诺顿定理推导了多APF并网等效模型,其次利用广义动态相对增益矩阵（GDRGA）对交互影响进行定量分析,最后将抑制交互影响转化为多目标优化问题。针对传统麻雀算法在搜索后期存在全局寻优能力差、易陷入局部最优的缺陷,引入tent混沌和动态随机柯西变异进行改进,并采用改进麻雀算法对APF各控制参数进行协调优化。结果表明,改进麻雀算法能得到分布更加良好的pareto解集,求解性能更优,多目标优化后能有效抑制APF间的交互影响,验证本文所提方法的有效性。     

不平衡电网条件下APF的微分平坦控制策略

有源电力滤波器(active power filter,APF)以自适应、动态、实时地跟踪补偿无功和抑制谐波而成为目前谐波治理的一个重要措施。以APF为研究对象,验证APF系统的微分平坦性,提出不平衡电网条件下APF的微分平坦控制策略(differential flatness based control,DFBC)。首先,从APF在abc坐标下的电压电流关系出发,验证APF的微分平坦性;然后设计了相应的正、负序控制系统;最后在电网不平衡条件下进行Matlab仿真实验,并与传统PI控制策略仿真波形进行对比,验证了所设计控制系统的有效性和优越性。     

基于频域RGA原理的多并联三相逆变器间交互影响分析

针对并联三相逆变器间的交互影响问题,提出了基于相对增益矩阵原理的并联变换器交互影响分析方法.在考虑非线性因素影响的基础上,建立了αβ坐标系下包含附加有源阻尼控制的双闭环控制逆变器传递函数模型,构建了基于下垂控制的LCL型逆变器并联系统等效模型,结合相对增益矩阵原理分析并联逆变器间交互影响程度,揭示了并联系统交互运行的相...     

中高压电网有源电力滤波器拓扑结构对比分析

随着中高压大容量非线性负载不断增加,中高压电网的谐波污染问题日益严重。有源电力滤波器(APF)作为治理谐波最有效的手段,其在中高压大容量领域的应用已经成为电气工程学科的研究热点。但是由于功率器件耐压水平的限制,迄今为止尚未产生一种广泛适用于中高压大容量谐波治理的电路拓扑结构和控制方法。针对用于中高压有源电力滤波器的拓扑结构进行研究,对比分析了变压器低压侧接并联型有源电力滤波器拓扑结构,混合型有源电力滤波器拓扑结构,多电平有源电力滤波器拓扑结构等各种变流器结构,指出了各自的优缺点。     

独立电源系统有源滤波器逆变侧直流电压控制技术

分析了有源滤波器的补偿原理,并给出了补偿系统的数学模型,从模型和系统能量方面给出了逆变侧直流电压的解析关系式,分析了直流电压波动的原因,及其对补偿性能的影响。在此基础上,提出了一种保持直流电压稳定和直流过压保护的方法,通过仿真和实际工程应用,证明了该方法的有效性。     

基于DSP28335的有源滤波器数字控制系统的设计

为了提高有源电力滤波器(APF)响应速度和补偿精度,设计了并联型三相APF的一种基于数字信号处理器DSP28335的数字控制系统。首先介绍了APF原理、控制方法和系统总体设计,随后给出了控制系统各个主要部分的设计电路和软件的具体实现,最后给出了实验结果。实验表明,该控制系统较好地实现了对APF的实时控制,基于该控制系统的APF具有良好的滤波性能。     

大容量有源滤波器的拓扑结构分析

为提高有源电力滤波器的容量并改善其补偿性能,从现有各种大容量有源电力滤波器的拓扑结构入手建立其数学模型,分析了各种结构的补偿原理并比较了它们的性能特点。研究结果表明:有源无源混合滤波器较适合于已安装了无源滤波器的场合,级联型多电平结构较适合于大容量的有源电力滤波器且该结构也是未来有源滤波技术发展的主要趋势。     

有源电力滤波器谐波检测与补偿在采油平台电网的应用研究

针对采油平台电网谐波检测和补偿的不足,提出基于瞬时无功功率理论的检测方法,并对该方法进行分析。仿真和试验证明,该检测法不仅动态响应速度快,而且精度好。对于补偿控制策略,建立了并联型三相三线制有源电力滤波器的数学模型,对空间电压矢量PWM控制基本原理进行研究。仿真和样机结果表明,基于空间电压矢量PWM技术的补偿电流控制方法的补偿效果最佳。     

有源电力滤波器中连接电感的特性分析及优化

为提高公用电网的电能质量,解决电力电子装置和其它谐波源的谐波污染问题,有源电力滤波器(active power filter,APF)的研究不断取得新的进展.针对连接电感对有源电力滤波器的性能影响,通过分析在不同电压等级、不同PWM频率下电感的电压电流实验波形,对连接电感的铁心材料提出了优化设计方案,为提高有源电力滤波器装置的整体性能有一定的实际意义.     

用于并联型有源电力滤波器的谐振调节器选择性特性比较分析

为减小运算量,并联型有源电力滤波器的电流指令可以通过负载电流减去其中的基波成分获得。但该方法生成的指令包含各次谐波成分,为混合谐波指令。此时,为实现选择谐波补偿功能,电流环调节器需具有良好的选择性特性。该文以选择性特性为重要指标,详细比较分析比例谐振调节器和矢量谐振调节器的调节特性。文章从原理推导、电流调节性能、以及对系统稳定性的影响3个方面对两种谐振调节器进行对比研究。通过研究发现,比例谐振调节器未考虑被控对象影响,选择性特性较差,适用于电流指令已精确生成的场合;而矢量谐振调节器充分考虑了被控对象影响,具有良好的选择性特性,适合上述拥有混合谐波指令、又要求实现选择谐波补偿功能的场合。最后,通过一台10 kVA实验样机对上述结论进行详细验证。