有源电力滤波器

摘要： 针对高铁电能质量谐波污染和功率因数低的问题,提出基于静态无功补偿器(SVC)+有源电力滤波器(APF)的新型电能质量监测系统设计方案。该方案通过高精度、高采样频率的电压和电流互感器采集数据,建立以SVC补偿为主,APF精确补偿为辅的新一代混合滤波装置,通过补偿容量分配单元实现SVC和APF的协同工作,完成实时电网无功补偿和谐波治理。最后,将研制的样机产品应用于实际的某牵引变电所验证该方案的可行性。

摘要： 提出一种基于三电平T型中性点箝位(TNPC)型有源电力滤波器(APF)自抗扰无源控制策略,有效解决了传统TNPC型APF控制策略存在控制性能不佳的问题。建立了TNPC型APF的欧拉-拉格朗日(EL)模型,基于系统的无源性,采用注入阻尼的方法,设计了电流内环的无源控制器,从理论上保证了系统的稳定性。在电压外环使用了自抗扰控制(ADRC)技术,有效提高直流侧电压控制能力,缓解了超调的问题,使系统具有良好的动静态性能,并维持了直流侧电压的稳定。仿真和试验结果验证了所提控制策略的可行性和优越性。

摘要： 针对传统滑模控制在不平衡负载下的四桥臂有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)中应用存在的不可避免的抖振和控制精度问题,研究了一种基于超螺旋(Super-Twisting)算法的二阶滑模控制方法。在MATLAB/Simulink中搭建了四桥臂APF的系统模型进行仿真。首先建立APF在dq0坐标系下的数学模型并通过逆系统方法来实现解耦和线性化,其次分别对各个子线性系统设计超螺旋二阶滑模控制器对谐波指令电流进行跟踪。然后运用三维空间矢量脉宽调制(3D-SVPWM)技术产生脉宽调制(PWM)波,来控制四桥臂变流器的开关通断。仿真结果表明,与传统等速趋近律的滑模控制策略相比,采用的控制策略在保持传统等速趋近律滑模控制优点的同时能够更有效地抑制抖振,从而提高APF性能,提高电网供电质量。

摘要： 为克服电网电压不平衡或失真时锁相环(PLL)性能较差的局限性,提出了基于自适应神经网络逻辑控制的p-q理论,在一定范围内降低总谐波失真。针对有源电力滤波器三相感应电流和参考电流的电流误差,提出基于PLL规则的无载波脉冲宽度调制(PWM)电流控制技术,将选通信号传输到电压型逆变器(VSI)桥的绝缘栅双极晶体管(IGBT)。为确保训练效率,在训练过程中使用Widrow-Hoff规则进行权值调整。同时,设计了一种并联型有源电力滤波器(APF)拓扑,以实现谐波电流阻尼和无功补偿。在Matlab中的Simulink模块下建立了仿真模型。通过仿真分析,证明了控制器的性能和基准生成的准确性,表明所提方法对有源电力滤波器谐波和无功补偿的发展具有积极推动作用。

摘要： 有源电力滤波器容错控制存在元件冗余,从而导致容错控制误差增加、执行效率以及容错率下降,针对这些问题,提出了一种基于元件冗余的有源电力滤波器容错控制方法。在元件冗余条件下,将三相六开关有源电力滤波器(APF)重新构建为三相四开关APF,同时分析APF拓扑结构,组建形成去冗余数据模型。在结合李雅普诺夫稳定性定理设计电流环节控制策略和控制器的基础上,通过比例积分使电压稳定在期望数值范围内,最终实现有源电力滤波器的容错控制,仿真实验结果也表明所提方法能够切实提升执行效率及容错率,有效降低容错控制误差。

摘要： 针对T型逆变器拓扑有源电力滤波器(APF)的功率器件开路故障诊断问题,提出一种基于电压电流残差的故障诊断方法。分析T型三电平有源电力滤波器的数学模型和不同位置功率器件的故障特性,提取逆变器指令电压和输出电压的残差值、指令电流和输出电流的残差值,计算其周期平均值,并对电流残差作归一化处理,作为功率器件故障诊断的依据。同时,基于提取的T型三电平逆变器电压电流残差数据,给出一套完整可靠的故障判定和故障功率器件位置判定方法,通过4个判据锁定故障管的位置。该方法适用于采用模型预测控制策略(MPC)作为电流跟踪控制方法的APF,适用范围广。最后,搭建仿真模型及实验平台对提出的故障诊断方法进行验证,仿真和实验结果证明了该故障诊断方法的有效性。

摘要： 有源电力滤波器是一种用以抑制配电网谐波的治理设备,其技术成熟,具有受电网状态影响较小的优点,工作时有源电力滤波器检测补偿点的谐波电流并输出相反的电流进行抵消,以达到治理谐波的目的。然而,采用传统的控制方法时,一个有源滤波器仅能针对单个节点的谐波源进行补偿,对于含分布式谐波源的配电网来说,如需抑制电网整体的谐波,则必须安装多台设备,极大地增加了成本。基于BP神经网络,可建立治理电流与节点电压幅值之间关系的模型,根据模型使用单台有源滤波器对含有分布式谐波源的区域配电网的谐波进行综合治理,使区域内各节点谐波总含量最小。最后,利用Matlab/Simulink仿真验证了所提算法的有效性,仿真结果证明该方法能在将配电网结构及非线性负载输出谐波视为黑箱模型情况下实现配电网谐波高效、整体的补偿治理。

摘要： 为了提高LCL型并联有源电力滤波器(APF)的谐波补偿性能,这里介绍了一种基于重复控制和比例积分(PI)控制的复合控制方法的双环控制策略。结合系统开、闭环传递函数特性,给出了系统内外环的调节器设计过程。通过优化控制参数,APF具有较好的补偿精度、动态性能和过流保护特性。最后通过仿真和实验验证了该控制方法的正确性和有效性。

摘要： 针对因非线性负载引起的电网谐波污染问题,引入有源电力滤波器(Active power filter,APF)进行治理。分析滞环比较法的工作过程并指出不足,引入空间矢量法解决输出电压相间干扰问题。改进APF的控制策略,把滞环比较和空间矢量结合起来实现电流跟踪控制。最后通过MATLAB/Simulink仿真,比较两种控制策略的仿真结果,证明空间矢量滞环控制具有更好的谐波补偿效果。

摘要： 随着电力电子设备广泛应用,导致谐波污染和无功损耗问题日益严重。有源电力滤波器是典型谐波治理装置,其中谐波电流检测环节对有源电力滤波器性能具有重要影响。传统p-q检测法和i_(p)-i_(q)法在实现补偿时精度较差,且检测精度与响应速度之间相互限制。为解决该问题,提出一种新型谐波电流检测方法。该检测方法无需锁相环节,具有检测精度高、速度快等优点,此外还可应用于单相系统。最后搭建基于TMS320F28335型数字信号处理器(DSP)数字实验平台,通过实验验证了提出方法的有效性。

摘要： 传统三相有源电力滤波器(APF)的控制会受电网电压接线相序影响.为解决这一问题,首先分析了网侧相序对APF的影响,然后推导出正序和负序的三相电压通过同步旋转坐标系后的d轴分量,提出利用同步旋转坐标变换和滑窗滤波器由软件实现的相序检测方法.最后基于相序检测的结果设计了用DSP实现的三相APF的相序自适应控制策略,并对其进行了仿真和实验验证,无论电网电压为正序还是负序,APF采用该控制策略补偿谐波后的网侧电流和PCC电压均满足电能质量标准.

摘要： 电力系统谐波污染日益严重,谐波抑制技术也随之不断发展进步.混合有源滤波器兼具有源与无源滤波器的优点,能适用于更高电压等级的系统.本文在有源调谐型混合电力滤波器(Active Tuned Hybrid Power Filter-ATHPF)的基础上研究了他励电源主电路拓扑与控制方案,给出了他励电源直流侧电压和主电路参数的设计方法,搭建了整体系统的仿真模型.仿真结果表明设计的他励式混合有源电力滤波器能够完成特定次谐波的补偿,可以较好的解决谐波污染.

摘要： 随着电力电子技术的不断发展与进步,高可靠性、高效率、高功率密度的APF成为厂家与用户追求的目标.SiC器件在开关频率、耐压、损耗等特性上较Si器件均有很大的提升,在设计下一代高性能APF时采用SiC器件来取代Si器件是一个很好的选择.首先介绍了SiC器件较Si器件在APF变流器应用中具有哪些优势以及应用SiC MOSFET的注意事项,最后结合仿真与样机试验数据验证了应用SiC MOSFET的15A三相四线有源电力滤波器的可行性.

摘要： 为了实现LCL型有源电力滤波器(active power filter,APF)的稳定控制,提出了一种同时检测电网电流和逆变侧电流的电流双环控制策略.在不额外增加电流传感器的情况下,引入了逆变侧电流反馈,来实现对LCL谐振尖峰的抑制.反馈通道上采用一阶高通环节,通过进行合理的参数设计,解决了比例反馈造成的LCL滤波器低频增益衰减的问题.同时,为了有效地抑制负载电流的谐波分量注入到电网中,电流控制器采用比例谐振控制器的形式,并给出了根轨迹和伯德图相结合的控制器参数设计方法.在一台20KVA LCL型APF上对所提出的电流双环控制策略及其参数设计方法进行了实验验证,实验结果证明了上述方法的有效性.

摘要： 随着电网谐波日益严重,对高性能谐波治理技术的需求日益迫切.有源电力滤波器(APF,Active Power Filter)以其更好的动态响应特性和补偿精度等特点、成为目前最先进的一种谐波治理装置.在建筑行业配电系统谐波特点:随着楼宇智能化的不断升级,数量众多的小容量非线性负载,如计算机、荧光灯、不间断电源、电梯扶梯以及变频空调等被广泛应用于楼宇的各个角落,产生了大量的谐波.其中3次谐波含量最大,大量3次谐波使得中线上电流飙升,接近甚至超过相线电流大小,引起N相导线过载发热,零序保护动作,增加变压器损耗,降低变压器使用寿命等等诸多问题.高次谐波的存在也会引起肌肤效应,引起导线过载发热、绝缘损坏、进而发生短路、引起火灾,从而使得大量诸如计算机等敏感设备的运行质量大打折扣,花屏或死机现象时有发生,因此,建筑行业谐波治理的意义重大.通过谐波治理，消除楼宇电网谐波，降低中线电流，为各种敏感设备的可靠运行提供保障。

摘要： 本文基于单次谐波电流提取提出用于并联型有源电力滤波器的网侧电流和负载侧电流双馈复合检测控制方法.在同步旋转坐标系下,通过对网侧电流的Ⅰ调节反馈和负载电流P调节反馈检测结果进行综合,提取电流中的谐波成分作为有源电力滤波器的补偿指令.本文通过构建等效电路和传递函数分析该控制方法的动态性能与稳态性能,证明该方法在保证系统响应速度的同时,极大程度的减小了控制延迟、硬件延迟及采样精度对补偿效果的影响,达到无差补偿效果.文中给出了模块化的算法实施方案,并研制380V/200A有源滤波器样机对双馈复合谐波检测控制方法进行实验验证.

摘要： 研究了由并联型有源电力滤波器(PAPF)和并联电容器(FC)组成的混合补偿系统(HAPF)的稳定性.分析表明当PAPF检测电流中包含并联电容器电流时,会引发混合补偿系统谐振,电网系统阻抗的分流特性是造成混合补偿系统谐振的根本原因.实际工程应用中负载电流包含电容电流的情况不可避免,本文在不增加硬件采样回路的情况下,提出自适应检测系统阻抗分布的算法,并用于PAPF控制策略的改进,使混合补偿系统可以稳定运行.物理实验结果证明了该方法的有效性.

摘要： 有源电力滤波器体PD被广泛的应用于谐波治理中,而重复控制由于能有效的消除各次谐波被广泛运用于APF的电流环中.传统重复控制为所有整数次谐波提供无穷大增益,但在一般三相三线制中由于负载对称,其含有的偶次谐波很少,APF主要补偿奇次谐波,因此三相三线制APF中传统重复控制一半的补偿是可以去除的.本文给出一种在三相三线制APF半周期重复控制,只对负载中奇次谐波进行补偿.其较传统重复控制而言具有更好的动态与稳态性能,仿真和样机实验验证了该方法的有效性.

摘要： 铁路变电所低压配电系统受原边牵引网负荷和次边充电机、空调等负荷影响,高次谐波、低次谐波、无功和负序电流问题同时存在,电能频率范围宽、种类复杂.本文提出一种将无源高通滤波器和传统APF相结合的宽频电能质量综合治理方案,高通滤波器主要滤除高次谐波,APF对低次谐波、无功和负序进行补偿.工程应用和实际测试验证了该装置在宽频率范围进行电能质量治理的有效性.

摘要： 铁路变电所低压配电系统受原边牵引网负荷和次边充电机、空调等负荷影响,高次谐波、低次谐波、无功和负序电流问题同时存在,电能频率范围宽、种类复杂.本文提出一种将无源高通滤波器和传统APF相结合的宽频电能质量综合治理方案,高通滤波器主要滤除高次谐波,APF对低次谐波、无功和负序进行补偿.工程应用和实际测试验证了该装置在宽频率范围进行电能质量治理的有效性.

摘要： 有源EMI滤波器的高频电流源、有源EMI滤波器和有源EMI滤波器的用途。一种高频电流源，具有由具有扩展温度范围的有源偏置网络先导控制的对称双极输出级。所述源被配置成在1 MHz及以上提供高阻抗。本发明包括具有这种高频电流源的这种有源EMI滤波器，例如在电流感测电流注入反馈配置中。

摘要： 本实用新型公开了一种无源滤波器与有源滤波器相结合的复数滤波器，所述复数滤波器包括：一个由串联电阻与耦合电容组成的无源多相滤波器输入级电路，以及一个与无源多相滤波器输入级电路连接的由全差分运算放大器与跨接电阻、跨接电容组成的有源复数滤波器电路。本实用新型的复数滤波器结合了无源多相滤波器高镜像抑制与有源复数滤波器高带外抑制的优点；本实用新型的复数滤波器在保持滤波特性与功耗不变的情况下，提高镜像抑制。

摘要： 本发明涉及一种有源电力滤波器的自抗扰控制方法和有源电力滤波器，其中方法包括以下步骤：1)采用自抗扰控制器采集直流侧电压实际值和电压参考值，检测有源电力滤波器的状态量和扰动量，输出控制电流，用于消除有源电力滤波器的非线性和外部扰动带来的影响；采用锁相环检测电网侧电压相位，并生成与电网侧电压同频同相的单位正弦电压信号；2)将控制电流和单位正弦电压信号相乘，得到电网侧电流的参考值；3)检测电网侧电流实际值，与电网侧电流的参考值作差，得到二者的差值；4)根据二者的差值得到驱动信号，并驱动有源电力滤波器主电路向负载侧输出补偿电流。

摘要： 本发明公布一种无输出滤波器的有源电力滤波器的控制及投入与切除方法，包括其结构和控制策略，其特征是：整个APF的每一相由N个模块化功率单元并联而成，功率单元内包含全控半导体H桥、储能电容、接触器、充电电阻、放电电阻、联络电抗、驱动板、采样装置和控制器等，其特点是单元内无OF，仅在每一相并网节点处设置一个滤波器。其控制的特点是对每相N个功率单元采用载波移相控制，并可通过改变移相角度实现功率单元的热插拔。本发明在去掉每个单元中OF的情况下可以保证较小的输出高频谐波，同时避免了OF对输出带宽的限制。本发明广泛适用于低压大容量电能质量治理工况。

摘要： 本发明公开了一种混合型有源电力滤波器及基于该滤波器的SVPWM方法，所述的混合型有源电力滤波器包括有源电力滤波器APF、单调谐无源滤波器组PPFs和隔离变压器。有源电力滤波器的逆变器采用三相四开关结构，由4个IGBT器件构成两个桥臂，直流侧的电容构成第三个桥臂。有源电力滤波器的输出端接隔离变压器的副边，隔离变压器的副边与基波分流电感并联，隔离变压器的原边与7次单调谐无源滤波器PPF串接，再与非线性负载并联后接到电网中。本发明采用无源滤波器组滤除非线性负载引起的5次、7次和11次等主要特征谐波，同时补偿一定的无功功率，有源电力滤波器支路对余下谐波进行动态实时治理。

摘要： 本发明涉及一种有源电力滤波器的自抗扰控制方法和有源电力滤波器，其中方法包括以下步骤：1)采用自抗扰控制器采集直流侧电压实际值和电压参考值，检测有源电力滤波器的状态量和扰动量，输出控制电流，用于消除有源电力滤波器的非线性和外部扰动带来的影响；采用锁相环检测电网侧电压相位，并生成与电网侧电压同频同相的单位正弦电压信号；2)将控制电流和单位正弦电压信号相乘，得到电网侧电流的参考值；3)检测电网侧电流实际值，与电网侧电流的参考值作差，得到二者的差值；4)根据二者的差值得到驱动信号，并驱动有源电力滤波器主电路向负载侧输出补偿电流。

摘要： 有源电力滤波器及其复合控制方法和电路，进行补偿电流跟踪控制，还进行电压空间矢量调制控制，补偿电流跟踪信号和电压空间矢量调制控制信号分别输入选择模块，由选择模块通过判断补偿电流跟踪电路的输出信号是否发生变化，若发生跳变，则对进行电压空间矢量调制控制输出的参考电压矢量所处的区域进行判断，选择最靠近参考电压矢量的基本空间矢量作为输出，用于控制开关器件的开关状态；若没有发生跳变，则不需要进行操作。该方法结合了滞环电流比较控制电路和电压空间矢量调制电路的优点，改善了补偿电流的跟踪性能，并减少了运算量，避免了无效的开关过程，降低了开关频率，在空间矢量控制中引入了滞环电流控制负反馈，提升了控制系统的稳定性。

摘要： 本发明公开了一种用于有源电力滤波器的数字滤波器，包括：有源电力滤波器4个IGBT作为开关、4个EXB84l组成驱动电路，根据补偿电流与指令电流的关系，用数字信号处理器(DSP)控制PWM引脚的高低电平，并由驱动电路控制IGBT的通断，驱动电路同时对过流故障进行监测，由DSP采取封锁控制信号、停机处理。相对简单、实用，对被驱动的IGBT有完善的保护能力，输出阻抗低，具有较强的抗干扰性能。应用这种IGBT模块的有源滤波器的样机通过试验，证明硬件能够协调配合，控制效果稳定、精确，并且已经批量制板。

摘要： 本发明属于电力技术领域，公开了一种有源电力滤波器输出滤波器设计方法、存储介质及滤除逆变器，对滤波电感的参数取值进行设计；提出一种多目标优化的可视化算法；推导建立各设计目标和已知电感参变量之间的三元函数表述，并进行四维数据场可视化编程；兼顾多个设计目标，通过取交集运算给出满足多目标设计要求的最优解集并进行相应可视化。本发明采用的四维可视化算法直接从各个设计目标出发，先推导建立各设计目标和已知电感参变量之间的三元函数表述，并对其进行数据场可视化编程。从而使得求出的团解必然是符合预期要求的，而且求解的程序简易且固定，求出的结果清晰且直观。

摘要： 本实用新型涉及一种APF与LC滤波器组成的混合型有源电力滤波器装置，包括三个相线和、IGBT电桥和三角电容，所述三角电容的三个角分别连接三个相线，所述三角电容包括三个呈三角形连接的第一电容C1以及与第一电容C1并联的第一电阻R1，所述三角电容的三个角分别与三个相线之间连接有第一电感L1。本实用新型具有减少谐波效果。