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自适应形态学滤波器在hapf中的应用研究

电力系统保护与控制 2011年第3期39卷 1-6页

作者：孙浩云牟龙华周伟同济大学电气工程系上海201804

采用快速、准确的谐波检测方法可显著提高电力混合有源滤波器(Hybrid Active Power Filter,hapf)的运行性能。在比较多种谐波检测方法后,提出了基于瞬时无功功率理论的自适应形态学滤波器,即在传统的αβ变换、dq变换基础上采用自适应... 详细信息

采用快速、准确的谐波检测方法可显著提高电力混合有源滤波器(Hybrid Active Power Filter,hapf)的运行性能。在比较多种谐波检测方法后,提出了基于瞬时无功功率理论的自适应形态学滤波器,即在传统的αβ变换、dq变换基础上采用自适应形态学滤波器替代LPF。该方法运用自适应算法动态调整形态滤波器的结构元素尺寸,使其不仅保留了瞬时无功功率理论的优点,并同时具有形态学运算简单快速及自适应算法精确的特点。采用Matlab/Simulink软件进行仿真,结果证明该方法具有快速性和精确性,有较好的实用性。

关键词： hapf 谐波检测数学形态学自适应滤波器

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hapf并行复合控制及延时抑制策略研究

HAPF并行复合控制及延时抑制策略研究

作者：魏家昊哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

近年来,伴随着国家“绿色电网”的号召,谐波研究与治理已成为电气工程领域的重要使命。混合型有源电力滤波器（hapf）作为新一代谐波治理装置,在谐波抑制领域举足轻重。论文以一种由并联型有源电力滤波器（PAPF）与晶闸管投切滤波器（TS... 详细信息

近年来,伴随着国家“绿色电网”的号召,谐波研究与治理已成为电气工程领域的重要使命。混合型有源电力滤波器（hapf）作为新一代谐波治理装置,在谐波抑制领域举足轻重。论文以一种由并联型有源电力滤波器（PAPF）与晶闸管投切滤波器（TSF）构成的hapf混合补偿系统为研究对象,对hapf运行中存在的稳定性及延时问题进行研究,力求使其在可靠、稳定运行的基础上达到优异的谐波补偿效果及电流响应速度。针对本文所提出的hapf拓扑结构,分析其运行机理,并基于谐振抑制的准则对系统的关键参数进行合理设计。为解决hapf中TSF参数偏移时可能引起系统并联谐振这一问题,利用自调谐滤波算法提取阻尼电流指令,将PAPF的谐波电流指令与阻尼电流指令叠加来实现谐波补偿与谐振抑制的复合控制。建立复合控制下的hapf谐波等效电路,推导出系统的等效控制框图,并对阻尼系数的有效值域进行界定。分析表明,在所确定的阻尼系数取值范围内,系统的谐振可以被有效抑制,PCC处的谐波电压不会被放大。通过建立系统各电流矢量关系,对数字控制系统中存在的稳态固有延时进行分析,可知该延时严重影响了 hapf的谐波补偿性能。为此,提出一种指令电流两步预测,输出电流一步预测的电流灰色预测控制来抑制PAPF输出补偿电流的延时误差。通过构建适用于负载谐波电流的GM（1,1）预测模型,并加入预测误差调节环节,可以降低控制系统的稳态固有延时对谐波补偿的负面效应。鉴于负载电流突变时hapf在补偿谐波电流过程中存在一定的暂态响应延时,对比分析各种低通滤波器的特性,选择性能优良的滑动平均滤波器并对其进行改进,提出一种暂态增速型滑动平均滤波法,根据负载电流工况设计基于缩窗延时效果逼近的增速权函数,在负载电流突变时引入增速权函数,即可在保证稳态谐波补偿效果的前提下降低hapf谐波检测环节的暂态响应延时。基于MATLAB/SIMULINK仿真环境搭建hapf系统及所提控制策略与算法的仿真模型,并且基于实验室样机平台编写程序代码对hapf进行实验调试,对hapf复合控制、稳态固有延时抑制及暂态响应延时抑制等策略的有效性进行验证。仿真及实验结果表明所提控制策略可以有效保证hapf稳定运行,抑制系统谐振,并且极大地提升了谐波补偿精度及电流响应速度。

关键词： hapf 复合控制延时抑制灰色预测谐波补偿

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交直流混合配电网新拓扑结构hapf研究

交直流混合配电网新拓扑结构HAPF研究

作者：张浩南昌大学

学位级别：硕士

交直流混合配电网是未来配电网发展的趋势,由于AC/DC变换、DC/DC变换等接口电路大量使用,电力电子器件必将产生谐波污染,本文主要进行交直流混合配电网谐波抑制方法的研究。首先,对交直流混合配电网的主要拓扑形式及所生成谐波进行分析... 详细信息

交直流混合配电网是未来配电网发展的趋势,由于AC/DC变换、DC/DC变换等接口电路大量使用,电力电子器件必将产生谐波污染,本文主要进行交直流混合配电网谐波抑制方法的研究。首先,对交直流混合配电网的主要拓扑形式及所生成谐波进行分析,针对于交直流混合配电网的谐波抑制,提出一种新拓扑结构的hapf(Hybrid Active Power Filter)混合有源滤波装置,hapf由交流系统和直流系统两部分组成,交流系统采用传统三相三线制并联APF,通过注入补偿电流来抑制交流电网谐波。基于瞬时无功功率理论的实时谐波检测,确保了对交流电网谐波电流分量的实时追踪,并利用滞环控制输出PWM信号到三相并联APF的主电路,并联APF主电路输出补偿电流注入交流电网。直流系统采用新型开关电源移相全桥ZVS变换器作为串联APF的主电路,通过在直流配电网电网侧设计纹波电压提取电路,提取直流配电网中纹波电压负值分量,设计电压电流双闭环控制电路对纹波电压负值的给定信号进行跟踪控制,输出PWM信号给直流侧串联APF主电路后输出补偿电压,直流配网电网电压和串联APF输出的补偿电压叠加使负载处纹波电压降低。本文对新拓扑结构hapf的主电路的参数进行选型和设计,以及通过Simulink仿真软件建立新拓扑结构hapf的仿真模型,并针对多种干扰变量进行深入研究分析,验证了该装置能对交流电网及直流电网的谐波进行有效抑制,并且这种新拓扑结构hapf对谐波进行双向抑制的模式,针对交直流混合配电网具备更好的适应性,不仅交流配电网和直流配电网的谐波分量同时降低,也避免了交直流系统相互影响产生非特征谐波,交直流混合配电网的运行稳定性也因此得到了提高。

关键词：交直流混合配电网谐波抑制方法有源滤波器移相全桥ZVS变换器 hapf

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适用于中高压系统的hapf的研究与应用

计算技术与自动化 2006年第4期25卷 14-16,27页

作者：曾饶兵罗安范瑞祥湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082

着眼于电力系统对大容量谐波抑制与无功补偿的要求,通过对各种不同结构的并联混合型有源电力滤波器(hapf)进行比较分析,提出将串联谐振注入式hapf应用于中高压系统,同时结合某铜箔厂大型整流装置谐波抑制和无功补偿的工程实例,从项目成... 详细信息

着眼于电力系统对大容量谐波抑制与无功补偿的要求,通过对各种不同结构的并联混合型有源电力滤波器(hapf)进行比较分析,提出将串联谐振注入式hapf应用于中高压系统,同时结合某铜箔厂大型整流装置谐波抑制和无功补偿的工程实例,从项目成本和治理效果两方面具体分析串联谐振注入式hapf的应用优势,并详细介绍装置的一般设计方法及其软硬件构成。其中的一些设计思路和工程经验还可推广到其它大型滤波和无功补偿装置的设计和应用中,为推进大功率的hapf的实用化进程提供有益的参考和借鉴。

关键词：谐波抑制无功补偿 hapf 中高压系统

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第209例呕血—脾大—腹水

中华医学杂志 2010年第25期90卷 1788-1790页

作者：孔芳吴东郭涛方秀才朱丽明朱峰钱家鸣中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院消化科

病历摘要患者女,30岁,因呕血、黑便2周,腹胀10 d于2009年10月12日入院。患者2周前无诱因呕鲜血,量不详,伴黑便,2～3次/d,每次约300 ml,伴心悸、气短、乏力;10 d前感腹胀,自觉腹围增加,无发热、厌油、腹痛、腹泻。既往体健,否认外伤、肝... 详细信息

病历摘要患者女,30岁,因呕血、黑便2周,腹胀10 d于2009年10月12日入院。患者2周前无诱因呕鲜血,量不详,伴黑便,2～3次/d,每次约300 ml,伴心悸、气短、乏力;10 d前感腹胀,自觉腹围增加,无发热、厌油、腹痛、腹泻。既往体健,否认外伤、肝炎病史及饮酒史。体格检查:体温36.3℃,脉搏80次/min,呼吸20次/min,血压100/60 mm Hg(1 mm Hg=

关键词： hapf 门脉高压影像技术

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双馈发电机励磁系统的谐波检测及其抑制研究

双馈发电机励磁系统的谐波检测及其抑制研究

作者：过军南昌大学

学位级别：硕士

人类生产与生活中的主体能源形式仍旧是电能。交流励磁技术的进步改变了传统大型发电机的恒速恒频发电模式,发电机的运行工况和性能得到了很大的提高,可以应用于潮汐发电、风力发电、水电站等变速恒频发电,可以应用的方向和领域较多。 ... 详细信息

人类生产与生活中的主体能源形式仍旧是电能。交流励磁技术的进步改变了传统大型发电机的恒速恒频发电模式,发电机的运行工况和性能得到了很大的提高,可以应用于潮汐发电、风力发电、水电站等变速恒频发电,可以应用的方向和领域较多。本文首先介绍了双馈发电机及其励磁系统的发展趋势,然而对双馈电机调速系统进行分析发现：当双馈电机最初启动时,如果在启动措施上采用软起动的方法,可以降低起动时的瞬时转矩电机和转子绕组、定子绕组的峰值电流,进而提高了电机性能,其次对双馈发电机的励磁系统也就是交-交变频器转子侧谐波特性进行分析,并对交-交变频器进行了仿真分析。最后对基于瞬时无功功率理论的电力谐波检测方法进行了理论阐述并对两种检测运算方式进行了分析对比,确定一种适合双馈发电机励磁系统的谐波检测运算方式。基于电力谐波对系统的影响,研究要求对其进行消除,从而提高电能的输出质量,最后一章叙述了谐波的抑制手段,即用混合型滤波器(hapf)对谐波进行抑制,并对这种混合型滤波器拓扑结构进行了设计。

关键词：双馈发电机谐波检测瞬时功率 hapf

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中压电网混合型滤波器仿真研究

中压电网混合型滤波器仿真研究

作者：黄立华重庆大学

学位级别：硕士

随着工业电力电子技术的发展,电力系统中的非线性负载越来越多,由此带来的谐波公害越来越严重。应用现代技术对谐波等进行经济、有效地补偿是目前急待解决的重要问题之一。消除谐波的方法是加装滤波装置。对高压大容量谐波源国内外目前... 详细信息

随着工业电力电子技术的发展,电力系统中的非线性负载越来越多,由此带来的谐波公害越来越严重。应用现代技术对谐波等进行经济、有效地补偿是目前急待解决的重要问题之一。消除谐波的方法是加装滤波装置。对高压大容量谐波源国内外目前主要是采用LC谐振型无源滤波器(Passive Power Filter, PF),这些滤波器还兼有无功和负序补偿功能。尽管PF具有初期投资小、运行效率高等优点,但其滤波效果受电力系统阻抗的影响较大,且只能消除特定次数的谐波,对于谐波次数经常变化的负载滤波效果不好,还可能与系统发生串联、并联谐振,导致谐波放大,使LC滤波器过载甚至烧毁。进入80年代以后,随着有源滤波技术的不断深入和用户对谐波问题的重视,以及电力电子技术的飞速发展,大功率可关断器件(GTR, GTO,IGBT等)的不断进步,有源电力滤波器(Active Power Filter, APF)作为抑制电网谐波、补偿供电系统无功功率的新型电力电子装置得到迅速发展,其中又以并联型有源电力滤波器的使用最为广泛。具有高负载的APF的研究具有重要的现实意义。APF通常是以现代电力半导体开关与先进控制技术为基础的,相对于静止无功补偿、晶闸管调压等电力电子装置,其产品成本要高出许多。高容量APF还存在许多其他问题:基于高频开关工作原理的逆变器的工作效率难以提高到95%以上,IGBT等快速全控型器件的功率等级还不能与电网谐波负载容量相匹配,高容量电力电子装置的可靠性还缺乏实际运行考验。总之,根据目前电力电子技术的水平,APF的有源容量还难以达到电力系统的高容量负载的谐波抑制要求,且采用纯有源容量的APF其运行是不经济的。本文主要的研究目标是:由于单独使用APF和PF存在各自的缺点,提出了一种用于6.6/10kV中压的带基频谐振电路的混合型滤波器,本文详细分析了该hapf工作原理,在谐波电流的检测上,提出一种改进型谐波电流检测方法,使此混合型滤波器能在系统电压、电流的不平衡时仍能准确的检测出系统的谐波电流和无功电流,实验结果表明此混合型滤波器在中压大功率系统中起到了很好的滤除谐波的作用,而且具有很好的实用性和经济推广价值。

关键词： hapf 拓扑结构谐波检测逆变器

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IGBT双管模块驱动保护电路的研制与应用

IGBT双管模块驱动保护电路的研制与应用

作者：陈明华北电力大学（北京）

学位级别：硕士

本文在分析了 IGBT 结构、工作特性及其对驱动保护电路要求的基础上,应用CPLD 和三菱 M57962AL 专用厚膜集成电路设计研制了一种新型的针对于 IGBT 双管模块的驱动保护电路,该电路驱动能力强、功能配置灵活、通用性强、成本低,具有过载... 详细信息

本文在分析了 IGBT 结构、工作特性及其对驱动保护电路要求的基础上,应用CPLD 和三菱 M57962AL 专用厚膜集成电路设计研制了一种新型的针对于 IGBT 双管模块的驱动保护电路,该电路驱动能力强、功能配置灵活、通用性强、成本低,具有过载、短路、供电电压监视等保护功能,适用于中大功率的 IGBT 双管模块。论文还对 IGBT 应用中的死区控制、信号隔离、故障逻辑、缓冲电路以及散热计算等问题进行了详细分析,并给出了相应的设计方案。最后结合本实验室混合有源电力滤波器(hapf)的应用实践对该电路进行了实验验证,结果令人满意。

关键词： IGBT 双管模块 CPLD 驱动保护 hapf

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电气化铁道供电系统谐波检测及治理的研究

电气化铁道供电系统谐波检测及治理的研究

作者：林卿生南昌大学

学位级别：硕士

近年来,随着非线性电力电子器件的广泛应用,在电网中产生了大量的谐波。在电气化铁道的供电系统中运行的电力机车是典型的谐波源,其对电网中的电能质量产生巨大的影响。因此,很有必要对电气化铁道的供电系统中的谐波进行分析与检测,并... 详细信息

近年来,随着非线性电力电子器件的广泛应用,在电网中产生了大量的谐波。在电气化铁道的供电系统中运行的电力机车是典型的谐波源,其对电网中的电能质量产生巨大的影响。因此,很有必要对电气化铁道的供电系统中的谐波进行分析与检测,并提出相关的治理措施。首先,本文介绍了谐波的基本概念,在此基础上分析了电气化铁道的供电系统的谐波源—电力机车的电气原理,分析了电气化铁道的牵引负荷的特点。其次,概述了无源滤波器(PF),有源电力滤波器(APF)及混合型电力滤波器(hapf)的基本理论,设计了电气化铁道供电系统hapf的总体结构,分析了hapf的滤波原理,比较了三种控制控制策略下的滤波特性。接着,文中介绍了有源电力滤波器谐波电流的检测方法,着重分析了适用于电气化铁道供电系统的4种谐波电流检测法,并进行了仿真对比分析。讨论了电网电压畸变、锁相环偏差及低通滤波器(LPF)对检测结果的影响。针对前述方法的不足,提出了一种改进型的检测法,进行仿真验证,并确定为本文采用的检测法。阐述了单独使用APF的参考电流跟踪控制方法,针对滞环控制和三角波调制的不足,分别给出了改进型的控制方法。文中给出了hapf的电压跟踪控制策略,此外还分析了单独使用的APF和hapf直流侧电压的控制方法。然后,本文给出了hapf主电路各个组成部分的设计方法和主要参数的选取原则,同时阐述了采用TMS320LF2407的DSP芯片,实现对hapf控制的硬件和软件设计的方法。最后,运用仿真软件MATLAB7.5分别搭建了谐波源、PF、APF、hapf的仿真模型,并进行详细的仿真分析,验证了本文所设计的hapf可有效地消除电气化铁道供电系统的谐波和补偿其无功。

关键词：电气化铁道供电系统谐波检测谐波电压控制 hapf MATLAB仿真