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作者：高小明辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

并联型有源电力滤波器(SAPF, Shunt Active Power Filter)是目前能有效抑制和补偿谐波的常用措施之一。在低压领域为了节省成本,降低SAPF的价格,三相四开关并联型有源电力滤波器(TPFSSAPF)被提出,大量六开关SAPF的控制算法和检测算法被... 详细信息

并联型有源电力滤波器(SAPF, Shunt Active Power Filter)是目前能有效抑制和补偿谐波的常用措施之一。在低压领域为了节省成本,降低SAPF的价格,三相四开关并联型有源电力滤波器(TPFSSAPF)被提出,大量六开关SAPF的控制算法和检测算法被尝试应用于四开关——TPFSSAPF拓扑中。如何选择一种更加有效并且价格低廉的控制策略成为四开关拓扑SAPF研究的重点。TPFSSAPF的拓扑是由六开关SAPF拓扑根据基尔霍夫电流定律演化而来的,将六开关拓扑直流侧电容改为两电容串联并将变流器中的任意一相直接接与直流侧两串联电容中点便得到TPFSSAPF拓扑。由于开关数目的降低,TPFSSAPF的制造成本明显低于六开关SAPF。本文首先针对TPFSSAPF建立数学模型,通过数学模型分析出四开关直流侧电压控制与六开关的不同,并由此对四开关直流侧电压控制做出了改进。然后,针对传统控制方案的不足将矢量比例积分(vpi,Vector Proportional Integral)控制器引入到改进型TPFSSAPF控制策略当中。改进型控制策略只检测网侧电流,可在减少传感器数量同时避免谐波电流检测精度对补偿效果的影响的前提下保证SAPF良好的补偿性能。另外,通过设定合适的vpi参数便可实现对谐波的选择性补偿,由此可降低SAPF的容量进一步节省成本。另外,本文对单相数字锁相环的实现进行了详细的分析与研究,同时提出针对TPFSSAPF的SVPWM电流调制算法。最后,本文利用MATLAB软件建立了SAPF整个系统仿真模型,对本文提出的改进型控制策略进行了仿真验证;同时设计了实验样机,对其进行实验验证,实验结果证明了该策略的可行性、有效性和实用性。

关键词：三相四开关SAPF(TPFSSAPF) 三相六开关SAPF VPI控制器空间矢量脉宽调制

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电动缸举升伺服机构高精度复合控制策略

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控制与决策 2024年第6期39卷 1897-1908页

作者：万子平马丽莎任广安袁志华李宝宇范大鹏国防科技大学智能科学学院湖南大学电气与信息工程学院

针对电动缸举升机构的高精度伺服控制的现实需求,提出结合辨识伺服环路和差分激励信号的一种基于限定记忆区间的循环最小二乘法(CLS)以及基于迭代控制器参数和观测器参数的一种变参数比例积分控制器(vpi)结合基于卡尔曼滤波器的变参数... 详细信息

针对电动缸举升机构的高精度伺服控制的现实需求,提出结合辨识伺服环路和差分激励信号的一种基于限定记忆区间的循环最小二乘法(CLS)以及基于迭代控制器参数和观测器参数的一种变参数比例积分控制器(vpi)结合基于卡尔曼滤波器的变参数比例多重积分观测器(VPMISAKF)的复合控制策略.实验结果表明:相比于最小二乘法, CLS辨识法辨识拟合的惯量和阻尼均方根误差分别下降93.61%和82.39%;相比于PI控制器, vpi结合VPMISAKF的复合控制策略使得系统的阶跃响应拟合度在空载和带载工况下分别提高至0.994和0.991;相比于VPI控制器,vpi结合VPMISAKF的复合控制策略使得系统的正弦响应误差在空载和带载工况下分别降低88.89%和86.45%. CLS辨识法和vpi结合VPMISAKF的复合控制策略对电动缸举升机构的高精度伺服控制具有一定的参考意义.

关键词：电动缸举升机构 CLS辨识法 VPI控制器 VPMISAKF观测器

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双馈风电场并网谐波控制方法研究

双馈风电场并网谐波控制方法研究

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作者：邢琛新疆大学

学位级别：硕士

发电产业中风力发电占有的比例不断提高,而双馈风电场在风力发电系统中占有很大比重,在并网过程中不可避免会产生各次谐波影响电能输出质量。风力发电场输出电能质量对电网稳定性的影响引起了专家、学者们的广泛关注。新疆风能资源充足... 详细信息

发电产业中风力发电占有的比例不断提高,而双馈风电场在风力发电系统中占有很大比重,在并网过程中不可避免会产生各次谐波影响电能输出质量。风力发电场输出电能质量对电网稳定性的影响引起了专家、学者们的广泛关注。新疆风能资源充足但却存在复杂的环境因素,存在于野外的风电场在这些条件下极易产生谐波,一般双馈风力发电机组（doubly-fed induction generator,DFIG）设置大量非线性电力电子元件,产生的谐波会加大电网治理难度。提高双馈风电场控制谐波的能力对双馈风电场并网的研究有着重要意义。针对双馈风电场并网谐波的污染问题,本文分别对双馈风电机组侧,双馈风电场侧的谐波控制方法展开研究。提高双馈风电场输出电能质量,减少对电网的谐波污染。具体研究内容如下:（1）在正常电网电压的条件下,对双馈风力发电机的工作原理进行了分析,建立了双馈风力发电机网侧变流器的数学模型和基于电网电压定向的矢量控制方法。在此基础上对风电并网条件下的谐波进行分析研究。（2）针对双馈风电机组侧的谐波污染问题,提出采用重复控制理论来设计网侧变流器。分析网侧变流器控制方法的实现,阐述了滞环电流控制方法,对重复控制器的参数进行了设计,之后同传统双闭环控制系统进行比较,对重复控制器建立了数学模型,采用仿真的方法对比验证了重复控制理论明显优于传统PI控制,可以有效削弱双馈风电机组侧的谐波污染。（3）针对双馈风电场侧的谐波污染问题,提出将具有谐振控制功能的链式STATCOM应用于双馈风电场中。对链式STATCOM内部谐振控制器的控制特性进行改进,提出了一种具有低次谐波控制作用的PIR-vpi混合控制方法。研究了该混合控制方法的工作原理,并建立数学模型,对该混合控制的参数进行设计。通过仿真的方法在MATLAB中进行验证。理论分析和仿真结果验证了此方案应用于双馈风电场侧谐波控制的有效性。

关键词：双馈风电场网侧变流器静止同步补偿器 VPI控制器 PIR控制器重复控制器谐波控制

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基于静止坐标系的改进型APF分频电流控制策略

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电气传动 2018年第11期48卷 9-14页

作者：周京华张荣章小卫陈亚爱北方工业大学北京市变频技术工程技术研究中心北京100144

有源电力滤波器是解决电网谐波污染的有效手段之一。在两相静止坐标系,基于VPI控制器提出了一种谐波电流补偿控制策略。与其他类型的指定次谐波电流控制策略相比,提出的控制策略由于其优良的选频特性以及能滤除各次谐波电流中的不平衡... 详细信息

有源电力滤波器是解决电网谐波污染的有效手段之一。在两相静止坐标系,基于VPI控制器提出了一种谐波电流补偿控制策略。与其他类型的指定次谐波电流控制策略相比,提出的控制策略由于其优良的选频特性以及能滤除各次谐波电流中的不平衡成分的特点,具有更高的补偿精度,同时还具有参数调节容易、动态响应优良以及占用处理器资源少的特点。通过对VPI控制器的频域特性以及负载电流不平衡时的分析,论证了提出的控制策略的优良特性。实验结果验证了所提出控制策略的有效性。

关键词：有源电力滤波器静止坐标系指定次谐波电流 VPI控制器电流不平衡

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基于容错控制的并联型APF研究

基于容错控制的并联型APF研究

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作者：吕飞辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

随着能够准确抑制与补偿谐波电流的并联型有源电力滤波器(SAPF)作为治理电力污染,提高电能质量的有效解决方案之一得以大量推广。与之同时伴生出很多有待于改进的问题,其中最为突出的就是在恶劣条件下长时运行时,APF容易出现变流器部分... 详细信息

随着能够准确抑制与补偿谐波电流的并联型有源电力滤波器(SAPF)作为治理电力污染,提高电能质量的有效解决方案之一得以大量推广。与之同时伴生出很多有待于改进的问题,其中最为突出的就是在恶劣条件下长时运行时,APF容易出现变流器部分的损坏。这将使系统无法进行常规运行,甚至可能会导致系统瘫痪,造成大量经济损失。基于APF变流器易损且将导致系统难以正常工作问题,本文提出基于容错控制的并联型APF。分析了容错并联型APF的优缺点及变流器部分易出现的故障与问题,着重研究基于容错控制的SAPF特点及其应用、拓扑结构与数学建模、运行原理机制与故障类型诊断、容错运行等内容。考虑到直流侧电压、两电容电压之间的偏差以及输出滤波器等影响其性能的因素,省略掉传统的ip-iq或FFT等复杂的指令电流检测算法,引入了VPI控制器,采用直接电流控制方式下改进型的SVPWM调制算法。利用MATLAB软件对本文所研究的基于容错控制的SAPF系统包括VPI控制器、锁相环、改进型SVPWM算法进行仿真,最终通过搭建实验样机做实验,证明此系统应用性良好。

关键词：故障诊断 APF容错控制 VPI控制器改进型SVPWM调制算法

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基于vpi与模型预测电压相结合的电流跟踪控制策略研究

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科技视界 2020年第19期 106-108页

作者：褚红旭彭冲赵明江苏阚山发电有限公司

四桥臂有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)电流跟踪控制以矢量控制居多,该控制方式一般都是通过控制器与调制算法相结合来实现的。电流跟踪性能的好坏主要受到控制器的影响。矢量比例积分(Vector proportional integral,vpi)控制... 详细信息

四桥臂有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)电流跟踪控制以矢量控制居多,该控制方式一般都是通过控制器与调制算法相结合来实现的。电流跟踪性能的好坏主要受到控制器的影响。矢量比例积分(Vector proportional integral,vpi)控制器是比例谐振(Proportional Resonance,PR)控制器的改进,能有效提高电流补偿效果。而模型预测控制也在各个领域得到了广泛应用,包括在电力电子领域等。将两种控制策略结合在一起,使得系统在稳态时利用vpi矢量控制方式,在动态时切换至模型预测电压控制方式,充分发挥两种控制策略各自的优势。

关键词：四桥臂有源电力滤波器 VPI控制器模型预测电压控制

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