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有源电力滤波器两种补偿目标的分析和比较

中国电机工程学报 2007年第19期27卷 115-120页

作者：王广柱山东大学电气工程学院山东省济南市250061

在有源电力滤波器(APF)中,被广泛应用的有2种类型的补偿目标:一种是将非线性负载的馈线电流补偿为基波(正序)有功电流,另一种是将非线性负载补偿为一个等效线性电阻。采用不同的补偿目标,其APF补偿效果以及对电网的影响也不相同。该文... 详细信息

在有源电力滤波器(APF)中,被广泛应用的有2种类型的补偿目标:一种是将非线性负载的馈线电流补偿为基波(正序)有功电流,另一种是将非线性负载补偿为一个等效线性电阻。采用不同的补偿目标,其APF补偿效果以及对电网的影响也不相同。该文从谐波传递的角度,分析比较了在2种补偿目标下的补偿特性对电网中谐波传递的影响。结果表明:无论在抑制电网谐波电压对负载的影响方面,还是在抑制谐波电流对电网的污染方面,采用后一种补偿目标的效果都要优于前一种补偿目标。仿真和实验验证了结论的正确性。上述结论对三相不平衡系统负序分量传递的影响也同样适合。

关键词：有源电力滤波器补偿目标谐波传递非线性负载不对称电压

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有源电力滤波器改进无差拍-重复控制策略

电工技术学报 2018年第19期33卷 4573-4582页

作者：梁营玉刘建政李治艳中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学) 北京100084 中国民航机场建设集团公司北京100101

首先推导了三相有源电力滤波器(APF)的连续时间数学模型和离散数学模型,介绍了APF的整体控制结构。对传统无差拍控制进行深入分析,发现考虑AD采样和DSP数字计算延时后,传统无差拍控制并不能真正实现控制上的无差拍,控制精度不高。为此,... 详细信息

首先推导了三相有源电力滤波器(APF)的连续时间数学模型和离散数学模型,介绍了APF的整体控制结构。对传统无差拍控制进行深入分析,发现考虑AD采样和DSP数字计算延时后,传统无差拍控制并不能真正实现控制上的无差拍,控制精度不高。为此,提出一种改进无差拍控制,两个闭环极点均位于原点,理论上可以实现真正的无差拍控制。为了提高改进无差拍控制的抗扰动性能和对电感参数变化的鲁棒性,提出一种改进无差拍-重复控制策略。该策略能有效消除AD采样误差、死区时间、电感参数偏移对控制性能的影响,具有良好的谐波补偿效果。实验结果验证了该策略的正确性和有效性。

关键词：有源电力滤波器改进无差拍-重复控制抗扰动性能重复控制

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有源电力滤波器预测电流控制及稳定性分析

电工技术学报 2009年第7期24卷 164-170页

作者：于晶荣滕召胜章兢胡楷湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 长沙威胜能源产业技术有限公司长沙410013

为补偿有源电力滤波器的控制延时,提出了一种基于横向滤波器的参考电流预测算法。该算法采用基于Widrow-Hoff学习算法的横向滤波器预测下一控制周期参考电流,结合空间矢量脉宽调制方法,实现APF预测电流控制。本文建立了预测电流控制的AP... 详细信息

为补偿有源电力滤波器的控制延时,提出了一种基于横向滤波器的参考电流预测算法。该算法采用基于Widrow-Hoff学习算法的横向滤波器预测下一控制周期参考电流,结合空间矢量脉宽调制方法,实现APF预测电流控制。本文建立了预测电流控制的APF系统等效结构,将稳定性分析分解为电流预测算法稳定性和SVPWM稳定性两部分。通过Lyapunov函数分析参考电流预测算法的稳定性,根据SVPWM调制的APF闭环传递函数分析SVPWM部分的稳定性。APF的长期稳定运行结果证明了预测电流控制的有效性及APF稳定性分析的正确性。

关键词：有源电力滤波器预测控制稳定性 Lyapunov函数空间矢量脉宽调制

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有源电力滤波器选择性谐波电流控制策略

中国电机工程学报 2011年第27期31卷 14-20页

作者：刘威葳丁洪发段献忠国家脉冲强磁场科学中心(华中科技大学)(筹) 湖北省武汉市430074

良好的控制策略是实现并联型有源电力滤波器(active power filter,APF)补偿功能的关键。由于并联型APF常规电流PI控制方法的闭环增益受系统稳定性条件约束,并联型APF对负载主要谐波分量补偿不充分。针对该问题,提出一种用于APF的新型选... 详细信息

良好的控制策略是实现并联型有源电力滤波器(active power filter,APF)补偿功能的关键。由于并联型APF常规电流PI控制方法的闭环增益受系统稳定性条件约束,并联型APF对负载主要谐波分量补偿不充分。针对该问题,提出一种用于APF的新型选择性谐波电流控制策略。该控制策略在常规电流PI控制策略的基础上,对负载电流主要谐波(该文主要指5次、7次谐波)单独提取与控制,而对其余次谐波采用一个常规电流PI控制器控制。该设计方法,增大了系统对主要谐波分量的跟踪增益,提高了APF对谐波的补偿率,实现了控制系统更好的频率响应。将该方法应用于实验室制作的一台30 kVA并联型APF实验装置,可将电流总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)由23.21%补偿为3.75%。仿真与实验结果证明了以上结论。

关键词：有源电力滤波器 PI控制闭环增益系统稳定性选择性谐波电流控制

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基于滞环控制的有源电力滤波器故障诊断

控制工程 2022年第6期29卷 1145-1152页

作者：祝明秀钟宁帆翟艳强山东科技大学电气与自动化工程学院山东青岛266590 国网山东省电力公司桓台县供电公司山东淄博266400

应用有源电力滤波器(APF)能够有效消除电网中的电流谐波,提高电能质量,有助于电力系统安全运行。APF中开关元件的开路故障诊断是保证APF安全运行的关键技术。对于基于滞环控制的三相四线制二电平并联APF,通过测量计算得到APF电路输出交... 详细信息

应用有源电力滤波器(APF)能够有效消除电网中的电流谐波,提高电能质量,有助于电力系统安全运行。APF中开关元件的开路故障诊断是保证APF安全运行的关键技术。对于基于滞环控制的三相四线制二电平并联APF,通过测量计算得到APF电路输出交流电压特征量。根据电压特征量与滞环控制器输出控制信号,构造故障诊断变量并设计了开关元件开路故障实时诊断算法。基于APF电路模型,证明了所提出的故障诊断方法的正确性。系统仿真结果表明该算法能够准确诊断基于滞环控制的APF中可能发生的单一或多重开关元件的开路故障。

关键词：有源电力滤波器开路故障滞环控制故障诊断

有源电力滤波器中双向快速充放电DC-DC变换器设计及仿真

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高电压技术 2013年第7期39卷 1792-1797页

作者：龙佼佼吴景林刘小宁陈思明陈滋健中国科学院强磁场科学中心合肥230031

为了满足强磁场装置电源供电极低电流纹波的要求,采用了并联有源电力滤波器。首先简述了并联有源电力滤波器的工作原理,并设计了一种新型的双向DC-DC变换器取代了以往并联有源电力滤波器中使用的水冷电阻,实现了对并联有源电力滤波器中... 详细信息

为了满足强磁场装置电源供电极低电流纹波的要求,采用了并联有源电力滤波器。首先简述了并联有源电力滤波器的工作原理,并设计了一种新型的双向DC-DC变换器取代了以往并联有源电力滤波器中使用的水冷电阻,实现了对并联有源电力滤波器中的电容器进行快速充电与快速放电,从而降低了能量损耗。然后详细分析了变换器快速充电与快速放电的工作过程,并给出了具体的设计参数。最后进行了仿真验证,通过仿真波形可以看出,该双向DC-DC变换器可以正常工作,能够顺利实现能量的双向流通,满足并联电力有源电力滤波器的设计要求。

关键词：强磁场有源电力滤波器 APF 双向 DC-DC变换器快速充电快速放电

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有源电力滤波器的改进重复控制及其优化设计

电工技术学报 2012年第2期27卷 235-242页

作者：于晶荣粟梅孙尧中南大学信息科学与工程学院长沙410083

提出一种有源电力滤波器(APF)的改进重复控制及其优化设计方法。该策略首先在重复控制延时环节中引入零相位低通滤波器,以解决稳定性和稳态精度之间的矛盾,并采用线性超前相位补偿和低通滤波器构建出新的补偿环节,避免控制器设计对被控... 详细信息

提出一种有源电力滤波器(APF)的改进重复控制及其优化设计方法。该策略首先在重复控制延时环节中引入零相位低通滤波器,以解决稳定性和稳态精度之间的矛盾,并采用线性超前相位补偿和低通滤波器构建出新的补偿环节,避免控制器设计对被控对象精确数学模型的依赖;然后构建出基于误差和误差变化率非线性函数的免疫反馈控制,以抑制非周期信号的干扰,并确保APF系统具有足够的稳定裕量和动态响应速度;最后以APF有效谐波信号的准确跟踪为优化目标,以合适的系统稳定裕量为约束,利用粒子群算法(PSO)对改进重复控制参数进行优化设计。APF装置的稳态和动态实验结果证明了基于改进重复控制的APF控制策略的正确性和有效性。

关键词：有源电力滤波器改进重复控制免疫反馈零相位低通滤波器优化设计

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有源电力滤波器死区问题及其补偿对策

高电压技术 2009年第5期35卷 1170-1176页

作者：王少杰罗安邵阳学院信息与电气工程系邵阳422000 湖南大学电气与信息工程学院长沙410082

为了解决对有源电力滤波器存在的死区影响问题,对死区效应产生的机理进行了详细分析,对不同的死区时间及不同开关频率条件下死区对有源电力滤波器输出的影响进行了研究。结合工程经验和有源电力滤波器工作的特点,提出了电流反馈死区和... 详细信息

为了解决对有源电力滤波器存在的死区影响问题,对死区效应产生的机理进行了详细分析,对不同的死区时间及不同开关频率条件下死区对有源电力滤波器输出的影响进行了研究。结合工程经验和有源电力滤波器工作的特点,提出了电流反馈死区和无死区开关控制模式两种补偿方法,并通过实验室搭建的注入式混合型有源电力滤波器实验平台进行实验,结果表明,采用所述死区补偿方法,死区的不良影响得到有效的抑制,取得了较为理想的效果。

关键词：死区效应逆变器开关模式电流反馈脉冲宽度调制注人式有源电力滤波器

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有源电力滤波器输出电感的最优选取(英文)

电力自动化设备 2006年第10期26卷 17-20页

作者：钟庆张尧郑家伟杨金明华南理工大学电力学院广东广州510640 香港理工大学电机工程系

有源电力滤波器作为消除谐波的新型电力电子装置,能有效提高用户的电能质量。其设计过程中参数的选取,直接关系到装置的补偿性能,尤其是输出电感的选取,是决定系统响应速度和补偿效果的关键。通过αβ变换,建立了有源电力滤波器的数学... 详细信息

有源电力滤波器作为消除谐波的新型电力电子装置,能有效提高用户的电能质量。其设计过程中参数的选取,直接关系到装置的补偿性能,尤其是输出电感的选取,是决定系统响应速度和补偿效果的关键。通过αβ变换,建立了有源电力滤波器的数学模型。根据数学推导分析的结果,获得输出电感的选取范围。并以总谐波畸变率最小为目标,在给出范围内通过数字仿真,获得输出电感的最优值。由分析计算得出的输出电感选取范围,能够有效避免有源滤波器在设计过程中输出电感选择的盲目性,并可以根据系统中的具体参数,选取输出电感值,提高补偿谐波性能。

关键词：电能质量谐波有源电力滤波器