基于PR控制的船舶电网有源滤波器控制策略

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有源电力滤波器的PR+滞环电流控制策略研究

有源电力滤波器的PR+滞环电流控制策略研究张墙;刘慧;孙涛;袁芊芊【摘要】为有效解决传统滞环控制存在较大纹波和比例谐振(PR)控制器设计复杂的问题,对PR控制和滞环控制原理进行分析,提出了一种PR与滞环复合(PR+滞环)的电流环控制策略.该策略首先利用基于瞬时无功功率的ip-iq谐波检测法分离出谐波电流,然后通过电流环控制实现对谐波电流的补偿计算,最后控制双极型晶体管的通断对电网谐波电流进行补偿.在Matlab/Simulink下搭建有源电力滤波器仿真模型,将对比PR+滞环控制与传统的滞环控制的电网电流波形并进行频谱分析,发现电网电流波形毛刺明显减少,畸变率下降8.79％.对比结果表明,在PR+滞环控制下的系统具有较高的动态性能和稳态性能,能快速跟踪补偿谐波电流,有效抑制电网电流畸变.【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2019(040)001【总页数】4页(P20-23)【关键词】滞环控制;比例谐振;纹波;无功功率;谐波电流;有源电力滤波器;跟踪补偿;电流畸变【作者】张墙;刘慧;孙涛;袁芊芊【作者单位】西南科技大学信息工程学院,四川绵阳621010;西南科技大学信息工程学院,四川绵阳621010;西南科技大学信息工程学院,四川绵阳621010;西南科技大学信息工程学院,四川绵阳621010【正文语种】中文【中图分类】TH890 引言电力系统中具有非线性和不平衡性的用电负荷大量增加，会引发系统中谐波分量的增加和电压的波动，给人们生活带来很大的不便[1]。

有源电力滤波器(active power filter，APF)是解决电网污染的有效的方法之一，能快速补偿谐波电流和无功功率[2-3]。

单纯的滞环控制会带来较大纹波，使电网电流波形存在毛刺。

而比例谐振(prportional resonance,PR)控制需要嵌入与所补偿谐波频率相同的正弦信号模型，才能实现对谐波信号的无静差追踪[4]。

这会造成单纯PR控制时所设计的控制器较为复杂，参数整定较为繁琐。

模糊控制有源电力滤波器在电力推进船舶中应用

５卷２
第１总第１４期）期（９
中
国
造
船
Ｖｏ２Ｎｏ１（ｅｉｌｌ５ＳｒａＮｏ９１４）ＭａＯ１ｒ２ｌ
２１０１年３月
Ｓ ⅡＰＢＵＩＤＩＧ｝ＮＡ｝ＬＮｏＦＣ Ⅱ
文章编号：１０．８２（０１１０９ —８００４８２１）０ —１３０
中，并将模糊控制策略分别应用到并联型ＡＦ的电流跟踪环节和直流测电压控制环节。仿真结果表明，与常Ｐ规的并联型ＡＰＦ相比，该文提出的基于模糊策略的ＡＦ具有更好的谐波抑制性能。Ｐ
关键词：有源电力滤波器；电力推进船舶；模糊控制；ＭＡＬＢ仿真ＴＡ
１并联型ＡＰＦ的基本原理
并联型ＡＰＦ的工作原理图如图１示所示。首先检测出谐波电流分量作为补偿电流指令，由所
电力变换电路产生并向电力系统中注入与ｉ大小相等、方向相反的补偿电流；于是，交流电源侧的
电流仅含有基波分量，从而达到谐波补偿的目的。该并联型ＡＦ主要有三个组成部分：（）谐波Ｐ１
电检测流环节，。２根产生电子装置产生（）据；力电变流所需的ＰＭ信号的冲环（）ｗ脉发生节。３
模糊控制有源电力滤波器在电力推进船舶中应用
赵
，姚玉斌红，郭晨２
（大连海事大学轮机工程学院，大连１６２；２大连海事大学信息科学技术学院，大连１６２）１１０６１０６

有源电力滤波器的控制策略综述.

有源电力滤波器的控制策略综述王建元张国富东北电力大学摘要:随着电力电子装置的广泛应用,大量的谐波和无功电流注入电网,引起电网污染,造成电能质量问题日益严重。

有源电力滤波器(activ e po wer filter,AP F是补偿电力系统谐波及无功功率的重要装置,其控制的实时性和准确性是实现有效补偿的一个关键。

介绍了几种适合于有源电力滤波器的谐波电流检测方法和补偿电流控制策略的基本原理,进行了对比分析,并指出了它们各自的优缺点。

控制策略的不断发展可使有源滤波器获得更好的性能和更广泛的应用。

关键词:有源电力滤波器检测方法控制策略Overviews of C ontrol Strategy of Active Power FilterWang Jiany uan Zhang GuofuAbstract:With the w ide application o f po wer electr onic equipments in pow er system,mor e harmonic and reactive curr ent a re po ured into the pow er sy stem,which cause pow er po llut ion and make t he po wer quality pr oblem increasing ly serio us.A ctiv e pow er filter(A P Fis an impo rtant equipment to compensate har monic and reactiv e cur rent in pow er system and the key of the effective compensatio n lies in the rea-l time and accur ate co nt rol.T he fundamental pr inciples o f sev eral detect met ho ds of harmo nic curr ent and co ntr ol st rateg ies o f co mpensate cur rent wer e pr esented,on contrast analysis was car ried,and the respective mer it and demer it o f these contro l strat eg ies w ere pointed out.W ith the continuo us development o f the contro l str ategy,activ e po wer filt er w ill achieve hig her per for mances and w ider application.Keywords:active pow er filter detect met ho d contr ol st rateg y1 引言随着电力电子技术的飞速发展,越来越多的电力电子装置被广泛应用到各个领域,近年来配电网中整流器、变频调速装置、电弧炉等非线性负荷不断增加,这些负荷的非线性、冲击性和不平衡的用电特性,使电网中暂态冲击、无功功率、高次谐波及三相不平衡问题日趋严重,对公用电网的供电质量造成了严重影响,因此,消除电网中的谐波污染已成为电能质量研究中的一个重要课题。

基于PI-RP复合控制策略的船用单相APF设计与仿真

法和控制策略。针对Ｐ（例积分）制和Ｒ（复）制各自优点及不足，计采用二者并联运行的复合控制策略Ｉ比控Ｐ重控设以有效提高稳态精度和动态性能。利用ＭＡＬＢＳｍｌｋ件建立系统仿真模型，真实验结果表明单相ＡＦ滤波ＴＡ／ｉｕｉ软ｎ仿Ｐ
第３３卷第８期
２１０１年８月
舰船科学技 Nhomakorabea术
Ｖｏ．３，Ｎｏ８１３．Ａｕ．，２１ｇ０１
ＳＰＣＩＨＩＳＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
基于Ｐ．Ｐ复合控制策略的船用ＩＲ单相ＡＦ设计与仿真Ｐ
许荣或，樊友文，华荣杨
ｅｕｐｎｓＴｈｓｐｐｅｎｌｚｓａｄｐｏｅｈｅｈｎｃｌｐｉｉｌｓｏＦ，ｏｐｓｔｏｆｔｅｍａｎｃｒｕｔｑｉｍｅｔ．ｉａｒａａｙｅｎｒｖｓｔｅｔｃｉａｒｎｃｐｅｆＡＰｃｍｏｉｉｎｏｈｉｉｃｉ
ｓｒｔｇ．ｃｒｉｇｔｄｖｎａｅａｄｄｓｄａｔｇｓｏｏｔｏｎｄＲＰｃｎｒｌｔｅｃｍｐｕｄｃｎｒｌｉｔａｅｙＡｃｏｄｎｏａａｔｇｓｎｉａｖｎａｅｆＰＩｃｎｒｌａｏｔｏｈｏｏｎｏｔｏｓｕｓｄｏｉｐｏｅｓｅｄａｃｒｃａｄｔａｓｅｔｅｔｍｒｖｔａｙｃｕａｙｎｒｎｉｎｐｅｏｍａｃ．ＩｔｅｓｓｅｆｒｒｎｅｎｈｙｔｍｓｍｕａｉｎｍｏｅｆｏｉｌｔｏｄｌｒｍＭＡＴＬＡＢ／ｉＳｍｕｌｉｎｋ，ｓｍｕａｉｎｘｒｍｅｔｌｅｕｌｒｆｅｔｈｇｏｆｎｔｎｆｉｌｔｏｅｐｅｉｎａｒｓｔｅｃｔｅｏｄｕｃｉｏＡＰＦｎｖｌａｅｈｅｓｌｏａｄａｉｔｔｄｅｆｃｉｅｅｓｏｏｆｅｔｖｎｓｆｃｍｐｏｎｄｃｎｒｌｓｒｔｇ．ｕｏｔｏｔａｅｙ

基于PR调节器的并网型逆变器谐波抑制策略

基于PR调节器的并网型逆变器谐波抑制策略王印松;王姝媛;海日【摘要】解决LCL型并网逆变器谐振问题的有效途径是采用电容电流反馈的有源阻尼法,比例谐振(PR)调节器因具有良好的准确性和抗干扰性能,比PI调节器更适于对并网电流控制,但电网电压背景谐波会使并网电能质量变差.提出了一种基于电网电压微分前馈和PR调节器相结合的双闭环控制策略,经过适当变换,电容电流内环等效为网侧电感电压微分反馈,电网电压前馈等效为比例前馈.仿真实验结果表明,基于电网电压微分前馈和PR调节器相结合的控制策略可以基本避免电网电压谐波影响并网电能质量,且该策略可以省去对三相电容电流的检测,在很大程度上节约了成本.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2016(040)001【总页数】5页(P184-188)【关键词】LCL滤波器;并网逆变器;PR调节器;并网电流;背景谐波【作者】王印松;王姝媛;海日【作者单位】华北电力大学控制与计算机工程学院,河北保定071003;中国电力科学研究院计量研究所,北京100192;华北电力大学控制与计算机工程学院,河北保定071003【正文语种】中文【中图分类】TM464在追求低碳社会的今天，可再生能源如太阳能，因其储量丰富、无污染逐渐得到了世界各国的广泛关注。

太阳能利用的主要方式是太阳能光伏并网发电。

光伏并网逆变器是光伏系统能量转换与控制的核心，其作用是把光伏电池阵列输出的直流电能转换成能并入电网的交流电能。

L型滤波和LCL型滤波在光伏并网逆变器输出滤波器中应用较多[1]。

相比于L滤波器，LCL型滤波器具有三阶的低通滤波特性，因而对于同样谐波标准和较低的开关频率，可以采用相对较小的滤波电感设计，有效减小系统体积并降低损耗[2]。

通常用PI或PR调节器来进行光伏系统并网控制。

PI调本文针对文献[6]中存在的问题进行了一定的改进，提出一种基于电网电压微分前馈和PR调节器相结合的并网电流双闭环控制策略，等效变换为基于电网电压比例前馈的网侧电感电压微分反馈内环，并网电流外环策略，通过Matlab/Simulink仿真实验验证了本文所提控制策略的正确性。

基于PR控制器的有源电力滤波控制方法研究

I综合研究・Zo*ghe Yanjiu基于PR控制器的有源电力滤波控制方法研究郁菲（北京惠通盛电力工程有限责任公司，北京100045）摘要:针对传统滤波控制方法在对受到谐波污染的电力系统进行控制时，无法满足实际需求的问题，提出了一种基于PR控制器的有源电力滤波控制方法。

实验证明，该方法与传统控制方法相比，可有效提高滤波控制的精准性，并在不增加电力系统容量的条件下，提升有源电力滤波性能。

关键词:PR控制器;有源电力；滤波控制0引言当前全球能源互联网、智能电网快速发展，为实现对电力源的高效，电力电于各电力系统当中!1"］然而，电子元器件的，使电力系统受到了严的谐波污染，不电力的全运行，在一定程电PR控制器一种准比例谐控制，可实谐波，并在一程增加电力系统谐波的效［3］o，针对当前电力系统受到谐波污染，行控制问题，了基于PR控制器的有源电力滤波控制方法。

1有源电力滤波控制方法1.1基于PR控制器的有源电力滤波最大功率点跟踪在不同的电子元器件运行下，其输出电压的具体数不。

，在PR控制器对有源电力滤波进行控制时，当先明确有源电力滤波的，并对进行。

当控制到某一时,PR控制器能在条件的下，对电子元器件在运行过程中的出进行控制叫证对电力能源的，并在不下，出，PR控制器的，通准比法对进行］一步，对PR控制器电源的电加一量，在电不的程中，量电源的电电。

3实际对电源的出进行3并的3一到的出率测量值］种数值进行比对，根据对比结果完成对PR 控制器的控制调节。

图1PR控制器调节程示意图，K为不影响PR控制器的带宽；"截止频率;s为控制时间。

当截止频"不增加，PR控制器的带宽会不断增加，但!不PR控制器的带宽，而与PR控制器的增益呈出正比例关系。

当比例增益增加，PR控制器的增益会随之增加，以此PR控制器的增益°1.2控制补偿策略PR控制器在完成对有源电力滤波最大功率点跟踪后，为进一完善有源电力滤波控制的稳性，需要在工程中，按照相的策略实施控制。

有源电力滤波器的并联运行及其控制策略

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会计专业合作社实习报告内容与收获该有源电力滤波器的并联运行及其控制策略该文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注。

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基于改进PI+PR控制的有源电力滤波器研究

基于改进PI+PR控制的有源电力滤波器研究杨新华;委晓翠;汪龙伟;孙艳军【摘要】电流跟踪控制策略是决定并联型有源电力滤波器(active power fiher,APF)补偿性能的关键.针对并联APF常规电流比例积分(proportional integral,PU控制方法对负载主要次谐波分量补偿不充分的问题,提出一种适用于APF的新型指定次谐波电流控制策略.控制策略在常规电流PI控制基础上,对负载电流主要次谐波(5、7、11、13次)进行比例谐振(proportional resonant,PR)控制,而对其余次谐波采用常规PI控制.仿真结果证明了控制方法的有效性和正确性.【期刊名称】《电气自动化》【年(卷),期】2015(037)004【总页数】3页(P61-63)【关键词】有源电力滤波器;谐波检测;比例积分控制;比例谐振控制;指定次谐波电流控制【作者】杨新华;委晓翠;汪龙伟;孙艳军【作者单位】兰州理工大学电气工程与信息工程学院,甘肃兰州730050;甘肃省工业过程先进控制重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学电气工程与信息工程学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学电气工程与信息工程学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学电气工程与信息工程学院,甘肃兰州730050【正文语种】中文【中图分类】TM7120 引言三相四线制系统在工厂供电、民用住宅和城市供电等电力系统中广为应用，其中的谐波和三相不平衡问题越来越引起人们的重视［1］。

三相四线制有源电力滤波器(Active Power Filter，简称APF)是补偿谐波和解决三相不平衡问题的有效措施之一，以其较强的输出能力和灵活的补偿能力受到了广泛的关注和研究［2］。

并联型APF主要用于补偿具有电流源特性的谐波源，它向电网注入补偿电流，并抵消谐波产生的谐波电流，使电网电流为正弦波［3］。

在三相系统中，任意次谐波均是交流信号，都可以经过同步旋转坐标变换后转换为直流分量，再使用PI控制以达到无静差控制，但是整个过程计算量大，数字控制器实现起来很复杂［4］。

基于准PR控制器的指定次谐波消除有源电力滤波器

基于准PR控制器的指定次谐波消除有源电力滤波器罗运松;胡晶;林哲侃;宋萌;李达义【摘要】基于基波磁通补偿的有源电力滤波器滤波性能与变压器励磁阻抗呈正相关,然而过大的励磁阻抗会增加系统容量及成本;基于基波和谐波磁通混合控制的有源电力滤波器需要对所有谐波进行跟踪控制,增加了控制器带宽并降低系统稳定性.针对以上问题,提出一种指定次谐波消除有源电力滤波器,首先介绍滤波器及控制器的原理,其次对控制器参数进行设计,最后基于MATLAB/Simulink搭建1套三相有源电力滤波器仿真模型.相关仿真结果验证了所提指定次谐波消除有源电力滤波器采用准PR控制器的有效性,即采用准PR控制器可实现多谐波补偿功能,极大增加系统特征谐波的等效阻抗,在不增加系统容量的情况下提升滤波性能.【期刊名称】《广东电力》【年(卷),期】2019(032)007【总页数】7页(P60-66)【关键词】指定次谐波消除;有源电力滤波器;PR控制器;稳定性分析;参数设计【作者】罗运松;胡晶;林哲侃;宋萌;李达义【作者单位】广东电网有限责任公司电力科学研究院,广东广州510080;强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学),湖北武汉430074;强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学),湖北武汉430074;广东电网有限责任公司电力科学研究院,广东广州510080;强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学),湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TM761;TN713.8节能环保和绿色能源的迫切需求推动了全球能源互联网、交直流远距离输电、分布式发电和智能配电网的迅猛发展，为实现新能源消纳、电能的高效利用及灵活控制，电力电子技术被广泛应用于电力系统发、输、配、用、储等各个环节，电力系统已发展成为电力电子化电力系统[1-3]。

然而，电力电子器件的广泛应用给电力系统造成了严重的谐波污染，不仅对电力系统自身的安全稳定运行构成威胁，还极大影响了周围的电气环境。

有源电力滤波器控制策略综述

有源电力滤波器在家用电器中的应用案例
家用电器谐波抑制
有源电力滤波器可以用于家用电器中，对家用电器产生的谐波进行抑制，降低对电网的污染。
家用电器无功补偿
有源电力滤波器可以实现家用电器无功补偿，提高家用电器的效率。
家用电器智能控制
有源电力滤波器可以与家用电器配合使用，实现智能控制和节能控制。
THANKS
可靠性
PLC具有较高的稳定性和可靠性，适用于工业控制现场。
实时性
PLC具有快速响应能力和实时性，可以满足实时控制的要求。
灵活性
PLC支持多种编程语言，可以灵活地实现各种控制算法。
05
控制策略优化
Chapter
数字信号处理优化控制策略
01
傅里叶变换
通过傅里叶变换对信号进行频谱分析，实现对电力谐波的检测和控制。
采用单点交叉算子，通过交叉操作产生新的个体，增加种群的多样性。
06
应用案例分析
Chapter
有源电力滤波器在电力系统中的应用案例
改善电力系统谐波抑制
有源电力滤波器可以用于电力系统中，对谐波进行抑制，提高电力系统的
供电质量。
改善功率因数
通过有源电力滤波器的控制策略，可以改善功率因数，提高电力系统的效
。
卷积神经网络
03
通过卷积神经网络对电力谐波图像进行处理，实现更精准的检
测与控制。
遗传算法优化控制策略
采用轮盘赌选择算子，根据适应度函数对个体进行选择，保证优良基因的遗传。
采用随机变异算子，通过变异操作防止种群陷入局部最优解，促进全局搜索。
编码方式选择算子交叉算子变异算子
采用二进制编码方式对控制参数进行编码，通过遗传算法搜索最优解。

基于PR控制策略的船用数字逆变电源研究

ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅｄｉｇｉｔａｌｉｎｖｅｒｔｅｒｐｏｗｅｒｓｏｕｒｃｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＰＲｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙ．Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｃｏｎｔｒｏｌ
ｍａｎｎｅｒｆｏｖｏｌｔａｇｅａｎｄｃｕｒｒｅｎ￣ｔｈｅｉｎｖｅｒｔｅｒｇａｉｎｓａｆａｓｔｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓｗｉｔｃｈｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｉｎｇｌｅｌｏｏｐａｎｄｄｕａｌｌｏｏｐ．ｉｔｃａｎｌｉｍｉｔｔｈｅｓｈｏｒｔｃｕｒｒｅｎｔｉｎｓｈｏｒｔｃｉｒｃｕｉｔ，ａｎｄｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｖｅｒｉｉｅｆｓｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｍｅｎｔｉｏｎｅｄａｂｏｖｅ．
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＤｉｇｉｔａｌＩｎｖｅｒｔｅｒＰｏｗｅｒＢａｓｅｄｏｎＰＲＣｏｎｔｒｏｌＳｔｒａｔｅｇｙｆｏｒＡ
Ｓｈｉｐ
ＺｈａｎｇＨｕａｉｌｉａｎｇｌＨｅＪｉｎｐｉｎｇ２
上恢复供电。
根据船规要求，船用交流电源的电压畸变率ＴＨＤｖ要小于５％，当逆变电源带非线性负载时，如二极管整流负荷，由于交流滤波器的压降，会导致逆变电源的输出电压含有大量的低次谐波，以５次和７次为主。若不采取措施加以抑制，在

有源电力滤波器控制策略

图１系统方案
动态跟踪性能。有源电力滤波器包括检测模块和补偿电流发生器（电流跟踪控制电路、变流器）两个部分：前部分检测网侧电流的谐波和无功等电流分量，后者根据接收的运算电路指令信号来控制产生补偿电流。
２电流补偿跟踪控制方法
科技风２０１７年５月下
机械化工
ＤＯＩ：１０．１９３９２／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７１－７３４１．２０１７１０１６７
有源电力滤波器控制策略
冉月超
国网河南省电力公司中牟县供电公司河南郑州４５１４５０
摘要：针对工业配电网中存在的因大功率非线性电力电子设备引起的负序、谐波以及功率因数低等电能质量问题，本文采用综合电能质量补偿器，来对工业配电网中存在的电能质量进行治理，能同时治理谐波、负序以及无功补偿。关键词：有源电力滤波器；控制策略；补偿
Байду номын сангаас
性；因为需要进行实时计算，所以对硬件要求较高；此外，采用无差拍控制在建模不理想时还存在着输出电压振荡的风险，不利于安全稳定运行。
３直流侧电容电压控制
为了确保集成综合补偿模块的主电路的安全运行，逆变器的直流侧的电容电压必须稳定在一个特定的范围内，这样才能有源电力滤波器采用并联结构，逆变器部分通过耦合变压确保在任意时刻主电路能随着指令电流值生成对应的补偿量。由于补偿电流以及系统损耗是在不断变化的，器和配电网相连。它产生的谐波电压通过耦合变压器加在电在逆变器运行时，网阻抗上获得需要的补偿电流。耦合变压器起到降低有源功在没有使用恰当控制方法时直流电容的电压会不稳定，不利于率调节器交流侧电压，匹配有源功率调节器电流以及电气隔离装置的安全运行。当前，主要有两种方法来稳定直流侧电容的的作用，使开关器件的容量得到充分利用。电容作为主电路直电压：一是采用适当的控制方法来稳定直流电容的电压，二是通流侧储能元件，在正常工作时保持电压基本不变。电感则起到过附加辅助电路的形式给直流电容充放电以确保电容电压的稳平波的作用，一般要求其值足够小以保证补偿电流发生模块的定。第二种方法需要外加辅助电路，这势必增加了逆变器电路

有源电力滤波器控制策略综述

灵活性
02
FPGA可以通过重新配置来实现不同的控制算法，方便灵活。
高可靠性
03
FPGA具有高可靠性，适用于对可靠性要求较高的场合。
1
基于PLC实现的控制策略
2
3
PLC具有较高的稳定性，适用于工业控制现场。
稳定性好
PLC故障率较低，维护较为简单。
易于维护
PLC编程语言较为简单，易于学习掌握。
编程方便
间接电流控制策略通过间接地控制交流侧电压，以实现对电流的间接控制。这种控制策略通常需要使用电压传感器对交流侧电压进行采样和反馈，并通过控制器对电压进行调节和控制。
间接电流控制策略
这种控制策略通过直接控制交流侧电流实现谐波补偿。
直接电流控制策略通过直接控制交流侧电流来实现谐波补偿。这种控制策略通常需要使用电流传感器对电流进行采样和反馈，并通过控制器对电流进行调节和控制。
本文还针对不同类型的有源电力滤波器，提出了几种新型的控制策略，并对其进行了理论分析和实验验证。
01
02
03
通过对有源电力滤波器的控制策略进行综述，本文全面展示了各种控制策略的研究现状和发展趋势。
本文不仅对不同类型的控制策略进行了分析和比较，还针对不同场景和需求，提出了一些新型的控制策略，并对其进行了实验验证，具有一定的创新性。
《有源电力滤波器控制策略综述》
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目录
引言有源电力滤波器基本原理控制策略设计控制策略实现控制策略优化结论与展望
01
引言

电力电子装置的广泛应用导致谐波污染日益严重
有源电力滤波器作为一种有效的谐波抑制工具，能够提高电能质量
背景与意义
基于不同控制策略的有源电力滤波器研究现状指令电流控制直接电流控制间接电流控制发展趋势及面临的挑战提高系统性能和稳定性实现多目标优化和协同控制

有源电力滤波器谐波抑制控制策略

图 1 有源电力滤波器（APF）补偿原理图 2.2 系统分析
在上图 1 中的补偿原理图中，可以得知数字控制系统中都会出现延时现象，如果考虑数字信号处理的计算延时，会使得系统变为一个差一拍系统，如果进一步考虑可能存在的传感器延时、前置滤波器延时以及脉冲宽度调制的等效延时，控制系统延时进一步增加。时滞（系统的延时）现象的存在往往会造成系统性能的降低，甚至是造成系统不稳定，使得控制器的设计变的困难。由于系统建模的误差以及温度等工作环境变化造成的系统参数摄动，使得系统往往存在着不确定性。现有的 APF 控制策略中，能够综合考虑参数摄动对系统的影响。但是经过文献调研，并没有在考虑目标电流跟踪环节中的时滞问题与参数摄动之间的相互影响。 2.3 研究方向
（4）
因为鲁棒反馈控制器的表达式为 U=KX, 故：
（5）
上式（5）中的各个系数为式（4）APF 数学模型的表达式。根据上式的 APF 鲁棒控制数学模型，可进一步得到下图 3 所示的鲁棒控制实现框图。在下图 3 中，与整个 APF 控制框图相对应，采用 FFT 快速傅里叶变换实现非线性负载至有源电力滤波器之间的谐波频率采集，这是现有的谐波采集方式。H ∞控制器设计要综合考虑时滞和扰动问题，因此针对 H ∞控制器将进一步进行推导。
2 系统模型 2.1 有源电力滤波器补偿原理
图 1 所示为有源电力滤波器的补偿原理图。is ：电网电流；iL ：负载电流；iL′ ：负载基波电流；i*f ：负载谐波电流； if ：APF 输出电流；es ：公网电压；微电网并入公共电网以后，由公共电网向负载供电。因为负载大部分为非线性负载，故公共电网会因为非线性负载的接入，从而造成谐波污染问题。有源电力滤波器的引入，首先由谐波电流检测将非线性

有源电力滤波器的PR滞环电流控制策略研究

第４０卷第１期２０１９年１月自㊀动㊀化㊀仪㊀表ＰＲＯＣＥＳＳＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＡＴＩＯＮＶｏｌ４０Ｎｏ１Ｊａｎ.２０１９收稿日期:２０１８￣０４￣０２基金项目:国家级大学生创新训练基金资助项目(２０１８１０６１９０３８)作者简介:张墙(１９９６ )ꎬ男ꎬ在读本科生ꎬ主要从事智能控制和电力电子技术工作ꎬＥ￣ｍａｉｌ:Ｃｒｉｓ＿ｚｈａｎｇｑ＠１６３.ｃｏｍꎻ孙涛(通信作者)ꎬ男ꎬ硕士ꎬ讲师ꎬ主要从事可视化分析与人机交互工作ꎬＥ￣ｍａｉｌ:３９４７７３９１１＠ｑｑ.ｃｏｍ有源电力滤波器的ＰＲ＋滞环电流控制策略研究张㊀墙ꎬ刘㊀慧ꎬ孙㊀涛ꎬ袁芊芊(西南科技大学信息工程学院ꎬ四川绵阳６２１０１０)摘㊀要:为有效解决传统滞环控制存在较大纹波和比例谐振(ＰＲ)控制器设计复杂的问题ꎬ对ＰＲ控制和滞环控制原理进行分析ꎬ提出了一种ＰＲ与滞环复合(ＰＲ＋滞环)的电流环控制策略ꎮ该策略首先利用基于瞬时无功功率的ｉｐ￣ｉｑ谐波检测法分离出谐波电流ꎬ然后通过电流环控制实现对谐波电流的补偿计算ꎬ最后控制双极型晶体管的通断对电网谐波电流进行补偿ꎮ在Ｍａｔｌａｂ/Ｓｉｍｕｌｉｎｋ下搭建有源电力滤波器仿真模型ꎬ将对比ＰＲ＋滞环控制与传统的滞环控制的电网电流波形并进行频谱分析ꎬ发现电网电流波形毛刺明显减少ꎬ畸变率下降８.７９％ꎮ对比结果表明ꎬ在ＰＲ＋滞环控制下的系统具有较高的动态性能和稳态性能ꎬ能快速跟踪补偿谐波电流ꎬ有效抑制电网电流畸变ꎮ关键词:滞环控制ꎻ比例谐振ꎻ纹波ꎻ无功功率ꎻ谐波电流ꎻ有源电力滤波器ꎻ跟踪补偿ꎻ电流畸变中图分类号:ＴＨ８９㊀㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀㊀ＤＯＩ:１０.１６０８６/ｊ.ｃｎｋｉ.ｉｓｓｎ１０００￣０３８０.２０１８０４００５０ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＰＲ＋ＨｙｓｔｅｒｅｓｉｓＣｕｒｒｅｎｔＣｏｎｔｒｏｌＳｔｒａｔｅｇｙｆｏｒＡｃｔｉｖｅＰｏｗｅｒＦｉｌｔｅｒＺＨＡＮＧＱｉａｎｇꎬＬＩＵＨｕｉꎬＳＵＮＴａｏꎬＹＵＡＮＱｉａｎｑｉａｎ(ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＳｏｕｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＭｉａｎｙａｎｇ６２１０１０ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｌａｒｇｅｒｉｐｐｌｅｅｘｉｓｔｓｉｎｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｃｏｍｐｌｅｘｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎｏｆｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｒｅｓｏｎａｎｔ(ＰＲ)ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒꎬｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｏｆＰＲｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｃｏｎｔｒｏｌａｒｅａｎａｌｙｚｅｄꎬａｎｄａｃｏｍｂｉｎｅｄｃｕｒｒｅｎｔｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｂａｓｅｄｏｎｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｒｅｓｏｎａｎｃｅｗｉｔｈｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｌｏｏｐ(ＰＲ＋Ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ￣ｌｏｏｐ)ｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ.Ｔｈｅｓｔｒａｔｅｇｙｕｓｅｓｔｈｅｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｂａｓｅｄｉｐ￣ｉｑｈａｒｍｏｎｉｃｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｔｏｓｅｐａｒａｔｅｈａｒｍｏｎｉｃｃｕｒｒｅｎｔｓꎬｔｈｅｎｔｈｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｈａｒｍｏｎｉｃｃｕｒｒｅｎｔｉｓｒｅａｌｉｚｅｄｔｈｒｏｕｇｈｃｕｒｒｅｎｔｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌꎻｆｉｎａｌｌｙꎬｔｈｅｏｎ/ｏｆｆｏｆｔｈｅｂｉｐｏｌａｒｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｉｓｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｔｏｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｔｈｅｈａｒｍｏｎｉｃｃｕｒｒｅｎｔｏｆｔｈｅｇｒｉｄ.ＴｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｆｉｌｔｅｒｉｓｂｕｉｌｔｕｎｄｅｒＭａｔｌａｂ/Ｓｉｍｕｌｉｎｋꎻｔｈｅｇｒｉｄｃｕｒｒｅｎｔｗａｖｅｆｏｒｍｓｕｎｄｅｒｔｗｏｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｂｙｓｐｅｃｔｒｕｍꎬｔｈｅｂｕｒｒｏｆｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｗａｖｅｆｏｒｍｏｆｔｈｅｐｏｗｅｒｇｒｉｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｒｅｄｕｃｅｓａｎｄｔｈｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｒａｔｅｄｅｃｒｅａｓｅｓｂｙ８.７９％.ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｕｎｄｅｒＰＲ＋Ｈｙｓｔｅｒｅｓｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｈａｓｈｉｇｈｄｙｎａｍｉｃａｎｄｓｔｅａｄｙ￣ｓｔａｔｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓꎬａｎｄｃａｎｑｕｉｃｋｌｙｔｒａｃｋｔｈｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｈａｒｍｏｎｉｃｓｉｇｎａｌａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｓｕｐｐｒｅｓｓｔｈｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｏｆｔｈｅｇｒｉｄｃｕｒｒｅｎｔ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＨｙｓｔｅｒｅｓｉｓｃｏｎｔｒｏｌꎻＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｒｅｓｏｎａｎｃｅꎻＲｉｐｐｌｅꎻＲｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒꎻＨａｒｍｏｎｉｃｃｕｒｒｅｎｔꎻＡｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｆｉｌｔｅｒꎻＴｒａｃｋｉｎｇｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎꎻＣｕｒｒｅｎｔｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ０㊀引言电力系统中具有非线性和不平衡性的用电负荷大量增加ꎬ会引发系统中谐波分量的增加和电压的波动ꎬ给人们生活带来很大的不便[１]ꎮ有源电力滤波器(ａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｆｉｌｔｅｒꎬＡＰＦ)是解决电网污染的有效的方法之一ꎬ能快速补偿谐波电流和无功功率[２￣３]ꎮ单纯的滞环控制会带来较大纹波ꎬ使电网电流波形存在毛刺ꎮ而比例谐振(ｐｒｐｏｒｔｉｏｎａｌｒｅｓｏｎａｎｃｅꎬＰＲ)控制需要嵌入与所补偿谐波频率相同的正弦信号模型ꎬ才能实现对谐波信号的无静差追踪[４]ꎮ这会造成单纯ＰＲ控制时所设计的控制器较为复杂ꎬ参数整定较为繁琐ꎮ针对以上两种控制各自的特点ꎬ本文结合ＰＲ与滞环构成双闭环控制ꎬ实现对谐波电流的跟踪补偿ꎮ对该控制系统的仿真分析结果表明ꎬＰＲ＋滞环控制实现了两种控制的互补ꎬ提高了有源电力滤波器的系统性能ꎮ第１期㊀有源电力滤波器的ＰＲ＋滞环电流控制策略研究㊀张㊀墙ꎬ等１㊀ＡＰＦ系统框图和工作原理ＡＰＦ系统结构图如图１所示ꎮ整个系统主要分为两部分ꎮ一部分为谐波检测电路ꎬ其主要作用是获得谐波信号并计算出对其补偿的指令信号ꎮ另一部分为补偿电流发生电路ꎬ由主电路㊁隔离驱动电路和电流跟踪控制电路共同组成ꎮ该系统可输出与谐波电流信号大小相等㊁方向相反的补偿电流ꎮ图１㊀ＡＰＦ系统结构图Ｆｉｇ.１㊀ＳｙｓｔｅｍｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＡＰＦ㊀㊀ＡＰＦ工作机制是:通过互感器ꎬ获得电网的电流信号ꎻ通过谐波电流检测电路ꎬ获取谐波分量ꎬ计算出补偿指令电流ꎻ通过电流跟踪控制电路调制后ꎬ驱动脉冲宽度调制(ｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｍｏｄｕｌａｔｉｏｎꎬＰＷＭ)逆变器输出补偿电流ꎬ与谐波电流相互抵消ꎬ起到抑制电网电流发生畸变的作用ꎮ该工作机制表达式为:ｉＬ＝ｉ１＋ｉｎ(１)ｉｓ＝ｉＬ＋ｉｒ(２)ｉｒ＝－ｉｎ(３)式中:ｉｓ为电网电流ꎻｉＬ为负载电流ꎻｉｒ为补偿电流ꎻｉ１为负载电流的基波分量ꎻｉｎ为负载电流的谐波分量ꎮ２㊀谐波检测法分析与控制器设计２.１㊀谐波检测法分析谐波检测原理如图２所示ꎮ图２㊀谐波检测原理图Ｆｉｇ.２㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｈａｒｍｏｎｉｃｄｅｔｅｃｔｉｏｎ㊀㊀谐波检测工作原理为:先将负载三相电流经过３ｓ２ｓ(Ｃ３２)和２ｓ２ｒ(Ｃ)坐标变换得到ｄ￣ｑ坐标系下的瞬时有功电流信号和瞬时无功电流信号ꎬ再经过低通滤波器(ｌｏｗｐａｓｓｆｉｌｔｅｒꎬＬＰＦ)滤除高频信号ꎬ最后经过２ｒ２ｓ(Ｃ－１)和２ｓ３ｓ(Ｃ３２－１)坐标变换得到ａ￣ｂ￣ｃ坐标系下的基波电流ꎬ由负载电流减去基波电流得到所需补偿的谐波电流ꎮ谐波检测法具体运算如下ꎮ设电网电压发生畸变时ꎬ可得如下表达式:ｉａ＝ðｎ２Ｉｎｓｉｎ[ｎ(ωｔ)＋φｎ]ｉｂ＝ðｎ２Ｉｎｓｉｎ[ｎ(ωｔ－１２０ʎ)＋φｎ]ｉｃ＝ðｎ２Ｉｎｓｉｎ[ｎ(ωｔ＋１２０ʎ)＋φｎ]ìîíïïïïï(４)式中:ｉａ㊁ｉｂ㊁ｉｃ为三相电流瞬时电流ꎻＩｎ为各次谐波下的电流有效值ꎻωｃ为各次谐波电压的初相位ꎻφｎ为各次谐波电流的初相位ꎮ经Ｃ３２和Ｃ变换之后ꎬ得到ｄ￣ｑ坐标下表达式:ｉｐｉｑéëêêùûúú＝Ｃｉαｉβéëêêùûúú＝ðｎ３Ｉｎｃｏｓ[(ｎｍｌ)ωｔ＋φｎ]ðｎ－３Ｉｎｓｉｎ[(ｎｍｌ)ωｔ＋φｎ]éëêêêùûúúú(５)式中:ｉｐ为瞬时有功电流ꎻｉｑ为瞬时无功电流ꎮ瞬时电流经过ＬＰＦ后得到基波电流:ｉ－ｐｉ－ｑéëêêùûúú＝３ｉｐｓｉｎφ１－３ｉｑｃｏｓφ１éëêêùûúú(６)式中:`ｉｐ为基波有功电流ꎬ`ｉｑ为基波无功电流ꎮ基波电流信号经过Ｃ－１和Ｃ３２－１坐标变换得到基波电流信号ꎬ再由三相负载电流减去三相基波电流ꎬ即可１２自㊀动㊀化㊀仪㊀表第４０卷得到所需补偿谐波电流ｉｃａ㊁ｉｃｂ㊁ｉｃｃꎮ２.２㊀ＰＲ＋滞环控制器设计在低次谐波即误差较大的情况下ꎬ滞环控制起主要作用ꎬ能快速减小误差ꎻ当误差小于一个阈值后ꎬＰＲ控制起主要作用ꎮＰＲ控制器主要对高次谐波信号进行补偿ꎬ其传递函数为:ＧＰＲ(Ｓ)＝Ｋｐ＋ａꎮｍ２ωｃＫＲｍＳＳ２＋２ωｃＳ＋(ｍωｓ)２(７)式中:ＫＰ为比例系数ꎻＫＲｍ为在ｍ次谐波下的谐振系数ꎻωｃ为截至频率ꎻωｓ为谐振频率ꎮ滞环器结构如图３所示ꎮ图３㊀滞环器结构图Ｆｉｇ.３㊀Ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ￣ｌｏｏｐｓｔｒｕｃｔｕｒｅ其输出根据系统误差具有两种状态ꎬ表达式为:Ｈ(ｔ)＝１Ｄｉｒ>＋Ｍ－１Ｄｉｒ<－Ｍ{(８)式中:Ｍ为实际系统确定的误差阈值ꎻΔｉｒ为ＰＷＭ逆变器输出补偿电流和指令信号之间的偏差ꎮＰＷＭ逆变器传递函数为:ＧＰＷＭ(Ｓ)＝ＫＰＷＭＴＰＷＭＳ＋１(９)式中:ＫＰＷＭ为逆变器的等效放大倍数ꎻＴＰＷＭ为系统的控制时间常数ꎮＡＰＦ电流环控制框图如图４所示ꎮ图４㊀ＡＰＦ电流环控制框图Ｆｉｇ.４㊀ＡＰＦｃｕｒｒｅｎｔｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌ图４中:ｉｒ为ＰＷＭ逆变器输出补偿电流ꎻｉ∗ｒ为补偿指令信号ꎮ由此可得到输出补偿电流公式为:ｉｒ(Ｓ)＝[ＧＰＲ(Ｓ)＋Ｈ(Ｓ)]ＧＰＷＭ(Ｓ)１＋[ＧＰＲ(Ｓ)＋Ｈ(Ｓ)]ＧＰＷＭ(Ｓ)ｉ∗ｒ(ｓ)(１０)式中:ｉｒ(Ｓ)为输出补偿电流函数ｉｒ(ｔ)拉氏变换ꎻｉ∗ｒ(Ｓ)为补偿电流函数ｉ∗∗(ｔ)的拉氏变换ꎻＨ(ｓ)为滞环函数的拉氏变换ꎮＰＲ＋滞环控制器电流环开环传递函数为:Ｍ(ｓ)＝[ＧＰＲ(Ｓ)Ｈ(Ｓ)]ＧＰＷＭ(Ｓ)(１１)通过零极点抵消法ꎬ为取得良好的动态性能㊁保证电流环的快速调节ꎬ本文选取ＰＲ控制器补偿１７次及以上谐波ꎮＫＰ为１.２５ꎬωｃ约为４ｒａｄ/ｓꎬωｓ的增益为６０ｄＢꎬＫＲ为１００ꎮ该控制既克服了滞环带来的纹波较大㊁开关频率过高的不足ꎬ也避免了ＰＲ控制器设计复杂的问题ꎬ使系统具有两种控制方法的优点ꎮ３㊀仿真对比分析使用Ｍａｔｌａｂ软件对ＡＰＦ建立仿真ꎬ通过对比分析验证ＰＲ＋滞环控制策略ꎮ传统滞环控制时ꎬ电网电流波形如图５所示ꎬ其频谱分析如图６所示ꎮ图５㊀传统滞环控制电网电流波形Ｆｉｇ.５㊀Ｇｒｉｄｃｕｒｒｅｎｔｗａｖｅｆｏｒｍｕｎｄｅｒｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ￣ｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌ图６㊀传统滞环控制频谱分析图Ｆｉｇ.６㊀Ｓｐｅｃｔｒａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ￣ｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌ采用ＰＲ＋滞环控制的电网电流波形如图７所示ꎬ２２第１期㊀有源电力滤波器的ＰＲ＋滞环电流控制策略研究㊀张㊀墙ꎬ等其频谱分析如图８所示ꎮ图７㊀ＰＲ＋滞环控制电网电流波形Ｆｉｇ.７㊀ＧｒｉｄｃｕｒｒｅｎｔｗａｖｅｆｏｒｍｕｎｄｅｒＰＲ＋Ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ￣ｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌ图８㊀ＰＲ＋滞环控制频谱分析图Ｆｉｇ.８㊀ＳｐｅｃｔｒｕｍａｎａｌｙｓｉｓｏｆＰＲ＋Ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ￣ｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌ对比图５和图７可知ꎬ传统滞环控制时ꎬ电网电流得到明显补偿ꎬ但是毛刺较多ꎬ即还存在明显谐波ꎻ而ＰＲ＋滞环控制时ꎬ波形更光滑㊁更规则ꎮ对比图６和图８可知ꎬ传统滞环控制时ꎬ谐波畸变率为１１.７％ꎬＰＲ＋滞环控制时ꎬ谐波畸变率降至２.９１％ꎮ仿真结果充分证明了ＰＲ＋滞环控制下的ＡＰＦ能快速追踪补偿谐波电流㊁减少波形毛刺ꎬ验证了该控制策略的有效性ꎮ４　结束语本文基于无功功率的ｉｐ￣ｉｑ谐波检测法[５￣１４]ꎬ结合ＰＲ控制与滞环控制对谐波进行追踪补偿ꎬ其控制效果㊀㊀㊀㊀与滞环控制器的阈值和ＰＲ控制器所滤谐波次数紧密相关ꎮ在参数设置满足要求的条件下ꎬ该复合控制与传统的滞环控制相比ꎬ减少了不必要的开关次数ꎬ降低了开关损耗ꎬ同时具有更高的实时性㊁快速性和补偿精度ꎮ参考文献:[１]魏学良ꎬ蔡欣ꎬ姜珊.并联型有源电力滤波器电源电流控制方法研究[Ｊ].电机与控制学报ꎬ２０１７ꎬ２１(１２):８５￣９２.[２]王鹏.ＡＰＦ的谐波电流补偿控制策略研究[Ｊ].自动化仪表ꎬ２０１７ꎬ３８(１１):９￣１２.[３]王兆安ꎬ刘进军ꎬ王跃ꎬ等.谐波抑制和无功功率补偿[Ｍ].北京:机械工业出版社ꎬ２０１６:８￣１５.[４]田飞燕.并联型有源电力滤波器的研究[Ｄ].太原:太原理工大学ꎬ２０１７.[５]黄鹃敏ꎬ张有兵ꎬ谢路耀ꎬ等.矢量谐振控制器在并联有源滤波器中的应用[Ｊ].机电工程ꎬ２０１６ꎬ３３(９):１１３０￣１１３４.[６]李卫东ꎬ李达义ꎬ杨国庆ꎬ等.一种基于复合控制的通用型有源电力滤波器[Ｊ].电工电能新技术ꎬ２０１６ꎬ３５(２):１３￣１７＋３０.[７]ＭＡＨＮＩＴꎬＢＥＮＣＨＯＵＩＡＭＴꎬＧＨＡＭＲＩＡꎬｅｔａｌ.Ｔｈｒｅｅ￣ｐｈａｓｅｆｏｕｒ￣ｗｉｒｅｓｈｕｎｔａｃｔｉｖｅｆｉｌｔｅｒｕｎｄｅｒｕｎｂａｌａｎｃｅｄｌｏａｄｓｗｉｔｈｂａｃｋｓｔｅｐｐｉｎｇａｎｄＰＩｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ[Ｊ].ＡｕｓｔｒａｌｉａｎＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１７ꎬ１４(１￣２):１１２３￣１１３４.[８]周雪松ꎬ刘伟ꎬ马幼捷ꎬ等.基于ＬＡＤＲＣ的三相四线制并联型有源电力滤波器系统分析[Ｊ].高电压技术ꎬ２０１６ꎬ４２(４):１２９０￣１２９９.[９]ＰＡＤＡＭＡＴＩＰＨＣ.Ｉｐ￣ｉｑａｎｄｐ￣ｑｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｆｏｒｍｉｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｃｕｒｒｅｎｔｈａｒｍｏｎｉｃｓｉｎｔｈｒｅｅ￣ｐｈａｓｅｔｈｒｅｅ￣ｗｉｒｅｓｈｕｎｔａｃｔｉｖｅｆｉｌｔｅｒｗｉｔｈＰＩｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｍｅｒｇｉｎｇＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓꎬ２０１７ꎬ１８(２):９０￣１１２.[１０]郭喜峰ꎬ栾方军ꎬ刘美菊ꎬ等.引入超前￣滞后校正的数字滤波器优化设计[Ｊ].自动化仪表ꎬ２０１６ꎬ３７(９):８６￣８９.[１１]罗冠杰.三相四线制三电平有源电力滤波器关键技术的研究[Ｄ].哈尔滨:哈尔滨工业大学ꎬ２０１７.[１２]林丽.基于改进ＬＣＬ拓扑的有源电力滤波器实验研究[Ｄ].北京:北京交通大学ꎬ２０１７.[１３]陈晓.高性能ＡＰＦ若干关键技术研究[Ｄ].杭州:浙江大学ꎬ２０１６.[１４]孙希.并联型有源电力滤波器控制系统研究与设计[Ｄ].大连:大连理工大学ꎬ２０１６.(上接第１９页)ＰＩＤ控制效果理想ꎬ鲁棒性强ꎬ适用于水泥回转窑锻烧系统的温度控制ꎮ参考文献:[１]石晓瑛.基于神经网络炉温控制系统设计[Ｊ].武汉工业学院学报ꎬ２００８ꎬ２７(１):４３￣４５.[２]窦艳艳ꎬ钱蕾ꎬ冯金龙.基于Ｍａｔｌａｂ的模糊ＰＩＤ控制系统设计及仿真[Ｊ].电子科技ꎬ２０１５ꎬ２８(２):３２￣３６.[３]ＳＡＤＥＧＨＩＡＮＡＭꎬＦＡＴＥＨＩＡ.Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎꎬｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎａｎｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｆａｕｌｔｉｎａｃｅｍｅｎｔｒｏｔａｒｙｋｉｌｎｂｙｌｏｃａｌｌｙｌｉｎｅａｒｎｅｕｒｏ￣ｆｕｚｚｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｒｏｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌꎬ２０１１(２１):３０２￣３０８.[４]张晓ꎬ左为恒.水泥回转窑烧成带温度多参量控制方式应用研究[Ｊ].自动化仪表ꎬ２０１６ꎬ３７(７):８１￣８３.[５]王芬ꎬ王孝红ꎬ于宏亮.水泥回转窑烧成带温度动态建模研究[Ｊ].控制工程ꎬ２０１７ꎬ２４(３):６３１￣６３７.[６]ＭＡＫＡＲＥＭＩＩꎬＦＡＴＥＨＩＡꎬＡＲＡＡＢＩＢＮꎬｅｔａｌ.Ａｂｎｏｒｍａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｎａｃｅｍｅｎｔｒｏｔａｒｙｋｉｌｎｗｉｔｈｓｙｓｔｅｍｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｒｏｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌꎬ２００９(１９):１５３８￣１５４５.[７]覃新颖ꎬ佘乾仲ꎬ彭奎.基于神经网络的回转窑建模及其优化控制设计[Ｊ].计算机仿真ꎬ２０１２ꎬ２９(１):１６０￣１６３.[８]张倩ꎬ刘国华ꎬ王群京ꎬ等.水泥回转窑工作点的多变量系统辨识建模[Ｊ].计算机仿真ꎬ２０１２(９):１９５￣１９８.[９]马保国ꎬ钱方正.基于神经网络的分解炉喂煤量智能控制系统[Ｊ].计算机技术与发展ꎬ２００６ꎬ１６(７):９４￣９５.[１０]王俊杰ꎬ欧丹林ꎬ刘小蒙ꎬ等.水泥回转窑燃烧及传热的一维数学模型[Ｊ].武汉理工大学学报ꎬ２０１７(１):４０￣４１.３２。

基于限容控制策略的有源电力滤波器并联运行研究的开题报告

基于限容控制策略的有源电力滤波器并联运行研究的开题报告一、研究背景随着现代电力系统中非线性负载和电力电子装置的广泛应用，电网中出现了很多的谐波和电力质量问题。

这些问题严重影响了电网的稳定性和工作效率，还可能损害电力设备的使用寿命。

为了解决这些问题，有源电力滤波器（APF）作为一种重要的电力质量控制技术，得到了广泛的研究和应用。

然而，单个有源电力滤波器的功率和容量受到限制，可能无法满足电网的需求。

因此，在实际应用中，往往需要将多个有源电力滤波器并联运行，以提高系统的容量和功率。

但是，由于有源电力滤波器之间存在相互影响和耦合效应，如何实现有源电力滤波器的并联运行，保证系统的稳定性和性能，是一个重要的研究课题。

二、研究目的本研究旨在基于限容控制策略，研究有源电力滤波器的并联运行，探索实现并联运行的关键技术和方法，为电力质量控制提供理论和技术支持。

三、研究内容1.分析有源电力滤波器的工作原理和结构，研究有源电力滤波器的控制方法和参数设计。

2.分析有源电力滤波器并联系统的特点和问题，研究有源电力滤波器并联系统的控制策略和运行机制。

3.开展仿真实验和实际实验，验证有源电力滤波器并联系统的性能和稳定性，探索有源电力滤波器并联系统的优化方法和控制策略。

四、研究意义1.研究有源电力滤波器并联运行的关键技术和方法，为电力质量控制提供理论和技术支持。

2.实现有源电力滤波器的并联运行，提高系统的容量和功率，为现代电力系统的可靠性和稳定性打下基础。

3.探索有源电力滤波器并联系统的优化方法和控制策略，提高系统的性能和稳定性，为实际应用提供参考和借鉴。

五、研究方法本研究主要采用理论分析和仿真实验相结合的方法，分析有源电力滤波器的工作原理和控制方法，分析有源电力滤波器并联系统的特点和问题，设计并验证有源电力滤波器并联系统的限容控制策略和运行机制。

六、研究进度安排本研究计划于2021年9月开始，预计于2022年6月完成以下研究内容：1.完成有源电力滤波器的工作原理和控制方法的理论分析和仿真实验。

适用于船舶微电网的直流有源滤波器研究

适用于船舶微电网的直流有源滤波器研究
窦文雷;周荔丹;黄琛;华成超
【期刊名称】《电力电子技术》
【年(卷),期】2022(56)5
【摘要】在船舶微电网中,一些直流敏感负载对纹波的要求极高,为此,提出基于直流有源滤波器(DC-APF)的船舶微电网纹波抑制方法。

在基于48脉波整流发电机的船舶微电网系统下,设计了适用于该系统的DC-APF模型。

为实现对高频谐波的抑制,解决系统频率发生变化时DC-APF的补偿效果问题,提出了基于自适应准比例谐振(PR)和比例积分(PI)复合控制的电流跟踪方法。

为解决负载变化时DC-APF的直流侧电压的稳定问题,采用双有源桥(DAB)变换器来维持直流侧电压稳定。

仿真和实验结果表明,在基于48脉波整流的船舶微电网系统下,所提策略能够使DC-APF在稳态、谐波频率变化以及负载变化时均保持良好的补偿效果,同时其直流侧电压始终保持相对稳定。

【总页数】4页(P80-83)
【作者】窦文雷;周荔丹;黄琛;华成超
【作者单位】上海交通大学;中国舰船研究设计中心电磁兼容性重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】U665.1;TN713.8
【相关文献】
1.适用于航空变频电网的串联混合有源电力滤波器
2.一种适用于飞机电网的新型三相四线制有源滤波器
3.适用于变频航空电网的高性能五电平有源滤波器及其控制
4.一种适用于独立小电网有源电力滤波器研究
5.适用于低压电网的有源电力滤波器研究
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有源电力滤波器的管理策略研究

有源电力滤波器的管理策略研究[摘要]有源电力滤波器是一种动态无功补偿和抑制谐波的电力设备,可广泛应用于工业、商业和机关团体的配电网中,如:电力系统、PS/发电机组、电气化铁路系统等。

该电力设备能有效的解决无源滤波器存在的缺点,是电力系统无功补偿谐波治理的发展方向。

[关键词]有源电力滤波器电力工程管理策略1、引言有源电力滤波器是一种动态无功补偿和抑制谐波的电力设备,由静态功率变流器构成,具有电力变流器的高可控性和快速响应性。

与无源滤波器的最大区别在于:它向交流电网注入补偿电流,补偿电流的幅值与负载注入电网的谐波电流大小相等暂时对L并联联以低于其饱和电抗值的R,可使电感脱离饱和状态而回归原工作点,达到电路脱谐的目的。

3、有源电力滤波器的管理策略分析管理策略是有源电力滤波器管理理论的重要内容。

目前关于有源电力滤波器的管理策略很多,且多以数字信号处理器(DigitalSignalProceor,DSP)技术为基础,能获取较高的计算精度,从而保证管理器进行实时补偿。

现对各种管理策略分析如下:(1)空间矢量调制。

空间矢量调制(SpaceVectorModulation,SVM)是将三相整流器件作为一个整体来考虑,通过管理与参考矢量最接近的三个开关矢量组合的作用时间,使一个管理周期内开关矢量输出的平均效果与参考矢量相等;其基本思想是在矢量空间中用有限的静止矢量去合成和跟踪调制波的空间旋转矢量,使合成的空间矢量含有调制波的信息。

(2)电流跟踪管理。

电流跟踪管理(Current-TrackingControl,CTC)是根据补偿电流的指令信号和实际补偿电流之间的相互关系,得出管理补偿电流发生电路中主电路各个器件通断的PWM(PuleWidthModulation,PWM)信号,管理的结果应保证补偿电流跟踪其指令信号的变化。

(3)单周管理。

单周管理(One-CycleControl,OCC)作为一种新型非线性管理法,基本思想是在每个管理周期内强迫开关变量的平均值与管理参考相等或成比例,从而消除稳态和瞬态误差。

基于复合控制策略的有源电力滤波器研制的开题报告

基于复合控制策略的有源电力滤波器研制的开题报告一、研究背景及意义随着电气设备的广泛应用，电力质量问题越来越严重，如电压跌落、电压波动、电压谐波等，大大影响了电气设备的使用效果和稳定性，同时也给电网带来了一定的负担。

有源电力滤波器（APF）是当今解决电力质量问题的一种高效手段，它可以有效地消除谐波、抑制电压波动等问题，可广泛应用于各种场所，如工厂、商场、医院、地铁等。

当前APF的控制方法包括传统控制和自适应控制两类。

传统控制器通过预设的参数计算控制信号，无法适应各种工况，精度也有待提高。

自适应控制器能自动根据实时工作状态进行调整，但运算速度较慢，缺乏实时性。

因此需要发展一种更加高效的控制方法。

基于复合控制策略的APF是一种新型的控制方法，模型包含了单环PID控制器和神经网络控制器两部分，可以很好地解决传统控制和自适应控制的缺陷，具有快速响应、精度高、易于运算等优点。

因此，本研究旨在开发基于复合控制策略的APF，并通过实验验证其控制效果，为APF的技术研究和工程应用提供支持。

二、研究内容和方案本研究的主要内容为基于复合控制策略的APF研制，具体方案如下：1. 搭建实验平台搭建基于MATLAB/Simulink仿真软件的实验平台，包括APF、负载、电网等模块，并设置相应参数。

2. 建立控制模型根据APF的电路特性和控制策略，建立基于复合控制策略的APF控制模型，包括单环PID控制器和神经网络控制器两部分。

3. 设计控制算法设计基于复合控制策略的APF控制算法，包括实现单环PID控制器和神经网络控制器并联调节，建立控制律等。

4. 进行仿真实验利用实验平台进行仿真实验，验证基于复合控制策略的APF控制方法的有效性和优越性，对比传统控制器和自适应控制器的性能差异。

5. 完善实验方案根据仿真实验结果完善APF控制策略的相关算法和参数设置，提高控制精度和实时性。

三、预期成果和应用通过本研究，预期得到以下成果：1. 建立基于复合控制策略的APF控制模型，实现单环PID控制器和神经网络控制器并联调节。