基于d-q检测法的并联有源电力滤波器研究
并联有源电力滤波器的自适应重复控制_贾要勤
2011年10月电工技术学报Vol.26 No. 10 第26卷第10期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Oct. 2011并联有源电力滤波器的自适应重复控制贾要勤王晓滨杨强(西安交通大学电气工程学院西安 710049)摘要在现有电力有源滤波器重复控制方法的基础上,提出了自适应负载谐波电流数字检测方法和重复控制自适应信号发生器。
基于瞬时无功功率理论,在d-q坐标系中实现谐波电流的数字检测算法,并引入自适应的每基波周期采样点数k max消除电网电压频率变化的影响。
采用比例控制与重复控制并联用于输出波形控制。
实验结果证明了这种自适应的谐波电流检测和数字重复控制方式的有效性。
关键词:重复控制技术有源电力滤波器谐波抑制中图分类号:TM48Adaptive Repetitive Control of Parallel Active Power FilterJia Yaoqin Wang Xiaobin Yang Qiang(Xi’an Jiaotong University Xi’an 710049 China)Abstract According to the traditional repetitive control method of parallel active power filter, an adaptive detection method of load harmonic currents and an adaptive signal generator for repetitive control are proposed in this paper. Based on the instantaneous reactive power theory, the digital detection of harmonic currents in the d-q coordinate is achieved and the adaptive sampling number k max in every fundamental cycle is proposed to eliminate the effect of grid voltage frequency variation. The proportional control and repetitive control algorithm are adopted in parallel to correct the output current waveform. Experimental results have verified the effectiveness of this adaptive digital repetitive control method.Keywords:Repetitive control, active power filter (APF), harmonic suppression1引言有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)的控制对象和控制特点[1-3]与其他电力电子装置不同的是,APF电流控制要求产生的不是正弦电流,而是含有较为丰富的高频分量的谐波补偿电流。
三相三线制并联型有源电力滤波器的设计与研究..
湘潭大学《电力电子》课程设计报告题目:三相并联型有源电力滤波器的设计学院:信息工程学院班级:11级自动化二班******学号:**********指导教师:***完成日期:2014 年07月02日摘要随着现代工业技术的发展,电力系统中非线性负荷大量增加。
各种非线性和时性电子装置大规模地应用,造成电能质量恶化。
电力有源滤波器以其优越的补偿性能,已成为电力电子技术领域的研究热点之一。
而其中并联型有源电力滤波器过去和将来都将占据重要地位。
有源电力滤波器的两大关键技术是谐波与无功电流的检测和补偿电流控制。
实时、准确地检测出电网中瞬态变化的谐波与无功电流是有源电力滤波器进行精确补偿的前提。
为了验证所提出的检测方法和控制方法的正确性,本论文用MATLAB2010b/SIMULNIK进行了仿真研究。
仿真结果表明本文所设计的滤波器可以很好的滤除谐波,完成抑制谐波的作用。
关键词:有源电力滤波器;谐波与无功电流检测:补偿电流控制;三角波比较和滞环控制;仿真第一章谐波概述1.1谐波产生的原因:电网中的谐波主要是由各种大量电力和用电变流设备以及其它非线性负载产生。
当正弦基波电压(当电源阻抗为零阻抗时)施加于非线性负荷时,负荷吸收的电流与施加的电压波形不同,畸变的电流影响电流回路中的配电设施。
系统中的主要谐波源可分为两大类:①含半导体非线性元件的谐波源;②含电弧和铁磁非线性设备的谐波源。
所有这些都使得电力系统的电压、电流波形发生畸变,从而产生高次谐波。
1.2谐波对电网的危害理想的公用电网所提供的电压应该是单一而固定的频率以及规定的电压幅值。
谐波电流和谐波电压的出现,对电力系统的环境造成污染,影响系统的电气环境。
谐波污染对电力设备的危害是严重的,近三四十年来,各种电力电子装置的迅速普及使得公用电网的谐波污染日趋严重,谐波危害加重。
综合来说,谐波对电网及其它系统的影响大致有以下几种:1)谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗,降低了发电、输电及用电设备的效率,大量的3次谐波流过中性线时会使线路过热甚至发生火灾。
基于dq变换及占空比控制策略的有源电力滤波器设计
基于dq变换及占空比控制策略的有源电力滤波器设计随着现代电子技术的不断发展,各种电子设备的应用越来越广泛。
然而,这些设备产生的电磁干扰和高次谐波对电力系统造成了不小的负担,严重影响了电力系统的稳定性和可靠性。
因此,有源电力滤波器 (APF) 的出现为解决这一问题提供了一个有效的解决方案。
基于dq变换及占空比控制策略的有源电力滤波器设计,是一种实现瞬时无功功率补偿和谐波抑制的先进技术,其基本原理是将原始电网电压分成dq两个分量,并将非标准谐波分量提取出来,然后在dq 坐标系下进行控制。
这种设计策略能够很好的将电网电压和电流进行拆分,将非标准谐波分量分离出来,进一步提高了电网电流的质量。
基于dq变换及占空比控制策略的有源电力滤波器设计需要满足以下几个要点:1、滤波器需选择高性能功率器件,如IGBT、MOSFET等。
2、需要准确测量电网电流、电压、有功功率、无功功率等参数。
3、需要设计合适的控制算法和策略,如dq变换、Park变换、PLL同步、PI调节等。
4、需要适当的安全保护措施,如过载保护、过电压保护等。
实际应用中,基于dq变换及占空比控制策略的有源电力滤波器已得到广泛的应用,其优点在于具有响应速度快、控制精度高、适用范围广等特点,并且具有良好的使用效果。
在现代电力系统中,基于dq变换及占空比控制策略的有源电力滤波器已经成为电力调制技术发展的前沿方向。
总之,随着电子技术的发展,基于dq变换及占空比控制策略的有源电力滤波器设计已成为电力调制技术发展的一大热点,其使用可以极大地提高电力系统的稳定性和可靠性,为电子设备的安全运行提供了有效的保障。
三相四线并联型有源电力滤波器的仿真及研究——毕业设计
三相四线并联型有源电力滤波器的仿真及研究摘 要随着电力电子装置大量的应用到生产生活当中,它们使电能的转换应用变得更加容易,但同时也给电力系统带来了严重的谐波污染。
目前,并联有源电力滤波器(shunt active power filter ,SAPF)已成为无功和谐波动态补偿的有效手段之一。
在三相四线制电力系统中除了无功和谐波需要治理,负载不平衡问题也变得日益突出,因此,本文研究与设计适用于三相四线制下的SAPF 来解决这些问题。
针对三相四线制SAPF 谐波电流检测问题,本文详细的推导基于瞬时无功理论的q p i i -算法,论证它无需改进即可直接应用到三相四线制系统里;选择了滞环比较法作为补偿电流的控制策略;采用了三桥臂变流器作为SAPF 的主电路。
文章的最后,利用 MATLAB/Simulink 软件,搭建了仿真平台,对主电路出线电感参数和软启动方案进行单独仿真分析,证明电感值参数选择的合理和软启动方案可行。
对 SAPF 和所要补偿的系统进行了整体仿真,结果证明在所选参数下,能够对平衡和不平衡非线性负载所带来的谐波有很好的动态补偿效果,对不平衡负载有很好的平衡作用;进而也说明检测方法正确,控制策略得当。
关键词 谐波动态补偿;并联有源电力滤波器;三相四线制;q p i i -算法 MATLAB/SimulinkAbstractWith extensive application of power electronic devices in production and life,they make power energy conversion and application easily, but also lead to the serious harmonic pollution in the power system. At present, the shunt active power filter (SAPF) has been an effective way to dynamically compensate reactive power and harmonic. In addition to these problems, the load unbalance is more and more serious in three-phase four-wire system, therefore, SAPF applied to three-phase four-wire system is researched and designed to solve these problems in this paper.For the harmonic current detection of SAPF in three-phase four-wire system, the q p i i -algorithm based on the instantaneous reactive theory is detailedly derived, and this algorithm is demonstrated it could be directly applied to three-phase and four-wire system without being improved. Hysteresis-band comparison method is chosen as compensation current control strategy. The three-leg converter which has clear division is adopted as the main circuit.At the end of the paper, the simulation platform is built by use of MATLAB/Simulink software. The output inductance parameter and soft-start scheme are simulated respectively. The results prove that output inductance parameter is reasonable and the soft-start scheme is feasible. Then, the integrated simulation for SAPF and compensation system is carried out. Finally, simulation results show that SAPF has a good compensation characteristic for the harmonic produced by the balance and unbalance nonlinear loads, and balances three-phase loads in three-phase and four-wire system. At the same time, simulation results show that harmonic detection method is correct and the control strategy is proper.Keywords :harmonic dynamic compension ; shunt active power filter ;three-phase four-wire system ;q p i i -algorithm ;MATLAB/Simulink第一章 绪论 (5)1.1 谐波概述及其危害 (5)1.2 谐波抑制强 (6)1.2.1 无源电力滤波器 (6)1.2.2有源电力滤波器 (6)1.2.3 混合型有源电力滤波器 (8)1.3 有源电力滤波器的发展和应用 (9)1.3.1 有源电力滤波器的发展 (9)1.3.2 有源电力滤波器的应用 (9)1.4 本文的研究的意义和内容设置及主要任务 (10)第二章 三相电路谐波及无功电流的检测 (11)2.1 基于瞬时无功功率理论的电流检测方法 (11)2.1.1 瞬时无功理论原始定义及发展 (11)2. 1. 2 瞬时无功功率理论 (11)2. 1. 3 坐标变换 (16)2.2 三相四线制系统中基于瞬时无功功率理论的检测方法 (17)2.2.1 q p - 法检测电流 (17)2.2.2 q d i i -指令运算方法 (17)2.3 谐波分量的处理 (18)2.3.1 对基波零序分量的处理 (18)2.3.2 对基波负序分量和高次谐波分量的处理 (19)2.4 q p -运算方式和q p i i -运算方式的优缺点 (19)第三章 并联型三相四线制补偿电流发生电路方案选择 (20)3.1 三相四线制系统APF 主电路形式和结构选择设计 (20)3.1.1 四相变流器结构形式 (21)3.1.2 三相变流器结构 (21)3. 2 三相四线并联型有源电力滤波器主电路的参数选择 (22)3. 2. 1主电路容量的确定 (22)3. 2. 2 系统开关频率 (22)3. 2. 3电容总电压的选择 (23)3. 2. 4 电容选择准则和参数选择 (24)3. 2. 5 交流进线电感选择准则和参数选择 (25)3.3 电流跟踪控制电路 (26)3.3.1 三角波比较方式 (26)3.3.2 三角波比较方式 (27)第四章仿真 (28)4.1三相四线制不平衡负载的谐波源设计 (28)4.2 谐波电流检测环节的设计 (2)4. 2. 1低通滤波器构成原理 (3)4.2.2 检测 (5)4.3 PWM信号发生模块的建立 (7)4.4 仿真模型的整体结构 (9)4.5 本章小结 (9)第六章结论及展望 (10)6.1本文的主要研究成果及完成的主要工作 (10)致谢 (11)参考文献 (12)第一章绪论从上世纪20至30年代,人们已经注意到了由静止汞弧变流器弓I起的电网电压和电流的畸变问题。
基于ip—iq算法的DSP并联有源电力滤波器设计
补 偿 电网 谐 波 和无 功 电流 以改 善 电能 质 量 是 电 力 系 统领 域
的 重要 课 题 。传 统 的解 决 方 法 是 采 用 电力 电容 器 等 无 源 器件 构 成 L 无 源 滤 波 器 , 收 系统 中 的谐 波 与无 功 电流 。但 是 无 源滤 C 吸
波器 补 偿 精 度 低 , 能 对谐 波 和 无功 功率 实现 动 态 补 偿 , 不 滤波 性
mo i nomain n up tc nrlsg as t r ig cru ,o ta h h n ci o rf e AP )c n b o t ld nc i r t a d o tu o t in l o din i is h tte s u ta t e p we i r( F a e c nr l s f o o v ct v l t oe
关 键 词 :一 算 法 , 源 电 力滤 波 器 , S , 字控 制 系统 ii 。。 有 DP数
Ab ta t s rc
T e i-q ai mei a d te c nrlpicpe o ci o rftrae b ig c n iee s man rs ac be t o h p i rh t n h o t r il fa t e p we i r en o sd rd a i e e rh o jcs fr t c o n v l e
7 6
基 于 i i 法 的 D P并 联 有 源 电力 滤波 器 设计 。 一 算 S
基于 i i pq — 算法的 D P并联有源电力滤波器设计 S
De i f S u t Ac ie P we ie s d o i — i me i n DS sgn o h n t o r Fl r Ba e n p— q Ar h t a d v t i t c P
基于DSP控制的并联型有源电力滤波器的研究的开题报告
基于DSP控制的并联型有源电力滤波器的研究的开题报告一、研究背景随着工业化和城市化的不断发展,电力质量问题越来越受到重视。
电力质量问题对电力系统的运行稳定性、电力设备的安全运行以及消费者用电质量产生了严重的影响。
其中,谐波污染是电力质量问题的重要组成部分。
传统的谐波抑制技术主要依靠无源滤波器,该技术具有成本低、可靠性高等优点。
但随着电力系统谐波污染的不断加重,无源滤波器的抑制效果逐渐减弱。
因此,有源电力滤波器作为一种新的谐波抑制技术逐渐受到关注。
有源电力滤波器不仅可以对谐波进行抑制,还可以提高系统的功率因数,降低系统的电能损失,改善电力质量。
与传统无源滤波器相比,有源电力滤波器具有抑制能力强、调节性好、可控性强等优点。
在实际应用中,主要有并联型有源电力滤波器和串联型有源电力滤波器两种结构。
其中,由于并联型有源电力滤波器具有抑制能力强、过电流能力大等优点,因此已经被广泛应用于电力系统中。
二、研究内容本课题拟研究基于DSP控制的并联型有源电力滤波器。
主要内容包括以下几个方面:1. 基于DSP的控制算法设计。
通过分析并联型有源电力滤波器的控制结构和特点,设计适用于该结构的控制算法,并使用DSP进行实现。
2. 并联型有源电力滤波器的建模。
利用Matlab等仿真软件对并联型有源电力滤波器进行建模,包括滤波器本身、滤波器控制器以及电力系统的仿真。
3. 算法性能分析。
通过仿真实验对不同的控制算法进行评估和比较,分析其性能和适用范围,为实际应用提供参考。
4. 硬件实现。
通过硬件实现对算法进行验证,检验算法在实际系统中的可行性和有效性。
三、研究意义本研究针对电力系统谐波污染问题和有源电力滤波技术的应用趋势,研究并实现了基于DSP控制的并联型有源电力滤波器。
本研究将在以下几个方面具有一定的意义:1. 提高电力系统的电能质量,减轻谐波污染对系统运行的影响。
2. 探索并完善有源电力滤波器控制技术,为实际应用提供技术支持。
并联混合型有源电力滤波器的研究的开题报告
并联混合型有源电力滤波器的研究的开题报告一、选题背景及意义现代工业、交通和家庭生活中,各种电子设备、电机和照明灯具等,已成为不可或缺的一部分。
然而,这些设备在工作时会产生高次谐波,对电网稳定性及设备自身安全可靠性产生不良影响,甚至可能损害设备及影响电力系统的正常运行。
为实现电力系统的高质量供电,降低能耗和环保要求,电力滤波器的研究逐渐成为一个热点领域。
传统的无源电力滤波器难以解决由于工作环境大幅度改变而导致的性能变差的问题,而有源电力滤波器能够利用高性能的现代功率半导体器件实现快速、精确和准确的控制,可以有效地抑制谐波干扰及电网电压波动等问题。
但由于其自身也会引入新的谐波等其他问题,对其性能要求也很高。
因此,有待进一步研究开发一种高可靠、高性能、高效率的有源电力滤波器。
二、研究内容和目的本文旨在研究混合型有源电力滤波器,在保留传统有源电力滤波器优点的基础上,结合无源电力滤波器的特点,实现对高频谐波的衰减和抑制。
具体研究内容包括:1. 分析无源电力滤波器和有源电力滤波器的特点和局限性。
2. 分析混合型有源电力滤波器的组成结构及其特点。
3. 计算分析混合型有源电力滤波器的参数和控制策略,进一步提高其滤波性能。
4. 利用仿真软件验证混合型有源电力滤波器的可行性和性能,对比传统的有源电力滤波器,并进行实验验证。
三、研究方法和技术路线本研究采用理论分析和仿真实验相结合的方法进行。
具体技术路线如下:1. 深入研究有源电力滤波器和无源电力滤波器的理论,分析其特点、优缺点。
2. 研究混合型有源电力滤波器的组成结构和工作原理,进行参数计算和控制策略设计。
3. 利用PSCAD/EMTDC等仿真软件,对混合型有源电力滤波器进行仿真实验,对比传统有源电力滤波器的性能。
4. 在实验室中,基于模拟电路搭建原型,测试性能数据并进行对比实验。
四、预期成果及意义通过本研究,将得到以下预期成果:1. 深入探讨有源电力滤波器和无源电力滤波器的特点和局限性,并讨论混合型有源电力滤波器的原理及其应用价值。
并联型有源电力滤波器的仿真及软件设计的开题报告
并联型有源电力滤波器的仿真及软件设计的开题报告一、研究背景及意义随着电力质量的要求越来越高,功率电子设备引起的电磁干扰和谐波越来越重要。
为了解决这个问题,有源电力滤波器作为一种有效的方式受到了广泛关注。
有源电力滤波器是一种由电源端的电子开关器和控制电路、滤波元件、并联式逆变器等组成的滤波器,可有效地抑制谐波和其他短时波形干扰。
并联型有源电力滤波器由于其能够实时响应电网的负载需求,因此在工业运行中获得广泛应用。
在现代交流电力系统中,为了满足市场需求,需要开发具有高性能的电力滤波器。
因此,深入研究并联型有源电力滤波器是非常有意义的。
二、研究内容和方法本文将主要研究并联型有源电力滤波器的仿真及软件设计,研究内容包括以下几个方面:1. 建立并联型有源电力滤波器的模型,分析其工作原理、电路结构和参数设计。
2. 借助MATLAB/Simulink软件,建立并联型有源电力滤波器的仿真模型,分析其电路性能、控制策略和参数设置。
3. 借助C语言编程,进行并联型有源电力滤波器的控制器设计,实现滤波器的自适应控制功能。
4. 对仿真结果和实验结果进行对比分析,验证本文设计的并联型有源电力滤波器的控制算法的有效性和可靠性。
重点研究方法包括理论分析、电路仿真、软件和硬件调试等。
三、预期成果和意义通过本文的研究,将得到以下成果:1. 建立了并联型有源电力滤波器的电路模型,并分析了其工作原理和参数设计方法。
2. 借助MATLAB/Simulink软件,建立了并联型有源电力滤波器的仿真模型,验证了其电路性能和控制策略的正确性。
3. 借助C语言编写控制器程序,实现了并联型有源电力滤波器的自适应控制功能。
4. 经过仿真和实验对比验证,本文所提出的并联型有源电力滤波器的控制算法在其抑制谐波性能、稳定性、可靠性等方面有较好的表现。
本文研究的成果对提高工业电力品质,优化电力系统的运行和可靠性,促进工业现代化具有重要的意义。
并联型有源电力滤波器控制方法研究
并联型有源电力滤波器控制方法研究并联型有源电力滤波器是一种用于消除电力系统中谐波和电力质量问题的重要设备。
随着电力负荷的增加和电力质量要求的提高,对并联型有源电力滤波器的控制方法进行研究具有重要意义。
在传统的电力滤波器中,由于其无源特性,只能消除电力系统中的谐波,对电力质量问题的改善效果有限。
而有源电力滤波器则通过引入可控电源实现了主动补偿,可以同时对谐波和电力质量问题进行有效的处理。
在并联型有源电力滤波器的控制方法研究中,一个关键问题是如何确定滤波器的控制策略。
一种常用的控制策略是基于电流环的控制方法。
在这种方法中,通过测量电流的大小和相位,控制滤波器的输出电流与电网电流保持一致,从而实现电力质量的改善。
另一种控制方法是基于电压环的控制方法。
在这种方法中,通过测量电网电压的大小和相位,控制滤波器的输出电压与电网电压保持一致,从而消除电力系统中的谐波。
这种方法的优点是可以根据电网电压的变化实时调节滤波器的输出电压,适应不同的电力负荷和电力质量要求。
除了电流环和电压环控制方法之外,还有一种基于自适应滤波的控制方法。
在这种方法中,通过测量电网电压和电流的谐波成分,自动调整滤波器的参数,使其能够消除谐波和电力质量问题。
这种方法的优点是可以根据实际情况自动调整滤波器的参数,提高滤波器的性能。
综上所述,对并联型有源电力滤波器的控制方法进行研究,可以有效改善电力系统中的谐波和电力质量问题。
不同的控制方法适用于不同的应用场景,需要根据实际情况选择合适的控制策略。
随着科技的不断进步,相信对并联型有源电力滤波器控制方法的研究将进一步完善,为电力系统的可靠运行和电力质量的提高提供更好的支持。
煤矿供电系统并联型有源电力滤波器的研究的开题报告
煤矿供电系统并联型有源电力滤波器的研究的开题报告一、选题背景随着我国经济的快速发展,对电力质量的要求也越来越高。
在煤炭行业中,煤矿供电系统(以下简称“煤矿系统”)作为重要的供电系统,其负荷变化大、功率因数低、谐波污染严重等问题日益突出。
传统的无源电力滤波器对谐波的衰减效果较差,而有源电力滤波器在实际应用中具有广泛的应用前景。
由此提出对煤矿系统中并联型有源电力滤波器的研究。
二、研究意义有源电力滤波器在力求提高煤矿系统电力质量的同时,还能通过控制器实现谐波的在线监测和自适应衰减,具有调节性好、衰减效果稳定等特点。
研究并联型有源电力滤波器的实现和控制方法,对于实现煤矿系统电力质量的优化及谐波污染的减少具有重要意义。
三、研究内容本研究拟对煤矿系统中并联型有源电力滤波器进行研究,并结合实际情况设计出合适的控制方案。
具体研究内容包括:1.煤矿系统谐波污染特性分析:对煤矿系统中的谐波污染进行分析,建立数学模型,明确煤矿系统在不同工况下的谐波污染特性。
2.并联型有源电力滤波器的原理及控制方法研究:对并联型有源电力滤波器的结构及原理进行研究,并设计出相应的控制方法。
3.仿真模拟:通过MATLAB等仿真软件进行并联型有源电力滤波器的仿真模拟,验证控制方案的可行性。
4.检验验证:通过实验验证控制方案的可行性,完善方案并提出改进措施。
四、预期成果通过对煤矿系统中并联型有源电力滤波器的研究,预期实现以下成果:1.建立符合煤矿系统谐波特性的并联型有源电力滤波器控制方案。
2.理论与实验相结合,验证控制方案的可行性,为进一步工程应用提供支持。
3.对煤矿系统电力质量的提升和谐波污染的减少做出贡献。
五、研究方法本研究将采用文献调研、数学建模、仿真模拟、实验验证等研究方法。
1.文献调研:对有源电力滤波器、煤矿系统电力质量等相关领域的学术文献进行调研,收集有关资料和信息。
2.数学建模:将煤矿系统谐波污染特性进行数学建模,为后续仿真模拟提供基础。
并联型有源电力滤波器输出LCL滤波器研究
0 引 言
随着现 代工 业技 术 的发展 ,人量 的 电力 电子装 置 中采 用 了大功 率开 关器件 ,使 电力 电子装置 实现
l
滤 波 器 的分 析
带£ 滤 波器 的并 联型有 源 电力滤波 器 (P ) A F 的
系 统 结构 图如 图1 示 。其 中, 是 网侧 电压 , 是 所
Re e r h o C — le n S s a c fL Fit ri hun tvePo rFit r tAc i we le
ZHE NG — i , Da x ng HU i g o Jn- a
( ol e f lcr a n iern n A tmain F z o nvri, uh u 3 0 0 , hn ) C lg E etc l gn eiga d uo t , uh uU i st F z o 5 18 C ia e o i E o e y
了高频 化和 小 型化 ,但 随之而 来 的是高 次谐波 的产
生 ,对 电网造成 的污 染 。现 在 采用 的 比较 流行 的补 偿 谐波 的装置是 并联型有源 电力滤波器 (A F I2 S P )11 。 现 阶段 的S P 的输 出一 般来 说采 用单 电感 滤波 AF
器 。单 电感滤 波器 结构 简 单 ,但 是 不能够 很 好地 滤 除 开关谐 波 M ,需要较 高 的开关 频 率才 能有 效地 滤 除 开关谐 波 ,获得 良好 的动态 性 能 。往 往为 了获
并联有源电力滤波器实用关键技术探讨
并联有源电力滤波器实用关键技术探讨发布时间:2021-05-20T06:41:34.193Z 来源:《中国科技人才》2021年第8期作者:李寒松[导读] 环境保护是当今时代发展的主题,目前电网污染情况比较严重,所以要进行净化,创建出良好电力系统环境,对于提升电力水平意义重大。
上海帝森克罗德电力技术有限公司 200062摘要:随着社会经济发展,电力资源供需矛盾日益突出,因此要对电力系统进行调节,确保满足实际需求。
有源电力滤波器可以对电能质量进行调控,是电力行业未来发展的研究重点,其中并联有源电力滤波器将被推广使用。
文章先介绍并联有源电力滤波器相关内容,再对关键技术展开详细论述,促进电力事业稳定发展。
关键词:并联有源电力滤波器;关键技术;探讨前言:环境保护是当今时代发展的主题,目前电网污染情况比较严重,所以要进行净化,创建出良好电力系统环境,对于提升电力水平意义重大。
有源电力滤波器是未来技术发展的重要方向之一,因此要提高重视程度,加强对技术研究,不断提升应用水平,优化电力系统运行效果,为电力事业发展提供有力支持。
一、并联有源电力滤波器概述在现代社会中,我们生产生活都需要电力资源,而且经济发展使得电网建设规模持续扩大。
再加上新技术、新设备运用,使得电力系统结构变得更加复杂,运行中出现问题,非线性负荷增加,所以加强对电网电能质量保护是至关重要的。
对于电能质量管理而言,其中谐波治理是重点所在,谐波产生于各种装置。
随着装置数量增多,谐波污染问题也越来越严重,所以要进行解决,净化电力系统环境。
关于谐波污染的治理,主要采用主动治理和被动治理两种方式,一种是改进电子设备,使其产生反向谐波,这样可以于谐波相抵消,另一种是通过调谐回路吸收电网谐波。
主电路在有源电力滤波器中占据着重要地位,装置的电压等级决定因素是主电路拓扑结构,要根据补偿精度来合理选择拓扑结构。
保证电路拓扑结构的通用性,不仅便于设计、生产等环节,而且可以实现大范围推广。
并联有源电力滤波器两种谐波检测方法的研究
Ke y wo r d s : a c t i v e p o w e r i f l t e r ( A P F ) ; h a r m o n i c s d e t e c t i o n t h e o y r o f P — i 口 ; g r i d — s i d e c u r r e n t d e t e c t i o n m e t h o d
中圈分类号 : T M7 1 2 文献标识码 : A
Re s e a r c h o f Two S o r t s o f S h u n t Ac t i v e P o we r F l i t e r XU Z a i - d e ,F AN Ru i - x i a n g , RONG Ca i - x i a ,HUANG Yi n g 2
E L E C T R I C D R I V E 2 0 1 4 V o 1 . 4 4 N o . 2
电气传动 2 0 1 4 年 第4 4 卷 第2 期
并联有源 电力滤波器两种谐波检测方法 的研 究
徐在德 ‘ , 范瑞祥 。 , 荣彩霞 , 黄瑛 ( 1 . 江西省 电力科 学研 究院 电网技术 中心 , 江西 南昌 3 3 0 0 9 6 ;
J i a n g x i Pr o v i ci n a l El e c t r i cPo we r C o . , Na ch n a n g 3 3 0 0 9 6 ,J i a n g x i , C h i n a )
Ab s t r a c t : T h e t h e o r y o f
。
且更为简单实用 , 并在 M a t l a b / S i m u l i n k 环境下 , 对两种谐波检测方式 的有源 电力滤波器进行 了仿 真分 析比较 ,
《2024年并联有源电力滤波器实用关键技术的研究》范文
《并联有源电力滤波器实用关键技术的研究》篇一一、引言在现代电力系统中,随着电力电子设备和非线性负载的广泛使用,电能质量问题日益严重,谐波问题更是突出。
因此,有效解决电能质量问题,提高电力系统稳定性及供电质量,成为了电力行业的研究重点。
并联有源电力滤波器(Active Power Filter,简称APF)作为一种先进的谐波治理设备,具有响应速度快、滤波效果好的特点,被广泛应用于电力系统谐波治理中。
本文将针对并联有源电力滤波器的实用关键技术进行深入研究。
二、并联有源电力滤波器概述并联有源电力滤波器是一种基于实时检测技术、高速数字信号处理技术和电力电子变换技术的谐波治理装置。
它通过实时检测电网中的谐波电流,经由控制算法计算后,输出与谐波电流大小相等、相位相反的补偿电流,从而实现对电网谐波的有效治理。
三、关键技术分析1. 实时检测技术实时检测技术是并联有源电力滤波器的核心技术之一。
该技术能够实时检测电网中的谐波电流,为控制算法提供准确的输入信号。
为了确保检测的实时性和准确性,通常采用高性能的电流传感器和数字信号处理技术。
2. 控制算法研究控制算法是决定并联有源电力滤波器性能的关键因素。
目前常用的控制算法包括瞬时无功功率理论、神经网络控制、模糊控制等。
这些算法能够根据实时检测到的谐波电流,快速计算出补偿电流的大小和相位,并输出到电力电子变换器中。
3. 电力电子变换技术电力电子变换技术是实现并联有源电力滤波器功能的核心技术之一。
该技术通过逆变器将直流电源转换为交流电源,实现对电网的实时补偿。
为了提高电力电子变换技术的效率和可靠性,通常采用高开关频率、低损耗的功率器件和优化控制策略。
4. 系统保护与安全运行在并联有源电力滤波器的实际应用中,系统保护与安全运行是必不可少的环节。
这包括过流保护、过压保护、欠压保护、过热保护等措施,以确保设备在异常情况下能够及时切断电源,保护设备和电网的安全运行。
四、实用化技术研究针对并联有源电力滤波器的实用化技术应用,本文主要从以下几个方面进行研究:1. 设备选型与配置:根据实际需求,合理选择并联有源电力滤波器的容量、型号和配置方案,以满足不同场景下的应用需求。
电能质量控制技术的并联混合有源电力滤波器的研究的开题报告
电能质量控制技术的并联混合有源电力滤波器的研究的开题报告一、选题背景和意义随着电力电子技术的不断发展和普及,各种非线性负载在电网中得到了广泛使用。
这些负载对电网产生了不良影响,使电能质量问题日益突出,如供电电压波动、谐波污染、频率偏移等现象。
这些问题不仅会损害电力系统设备的正常工作,还会影响到用户的电气设备的使用寿命和安全。
因此,保证电能质量是电力系统重要的研究方向和实际需求。
为此,电力系统需要有效的电能质量控制技术。
在电能质量控制技术中,有源电力滤波器(APF)是目前应用广泛的一种解决方案。
但是,由于电网负载的复杂性和多样性,单一的APF对于解决所有问题并不总是完全有效。
因此,有活跃的研究人员开始研究并联混合有源电力滤波器的应用。
并联混合有源电力滤波器利用多种控制策略提高了电能质量控制的效果,能够更好地解决电网中出现的复杂问题,具有重要的实际应用价值。
二、研究内容和方法本文旨在研究并验证并联混合有源电力滤波器在电能质量控制中的实际应用价值。
具体的研究内容包括:1.建立并联混合有源电力滤波器模型,研究其控制策略和工作原理。
2.在Matlab/Simulink环境下,通过仿真研究并联混合有源电力滤波器对电压波动、谐波污染等问题的控制效果。
3.实现并联混合有源电力滤波器的硬件系统,并通过实际测试验证其控制效果。
研究方法主要包括理论分析、数值仿真和实验验证等。
三、研究进度和计划目前,已经阅读了相关文献,初步了解了并联混合有源电力滤波器的工作原理和控制策略。
下一步的计划是在Matlab/Simulink环境下,建立并联混合有源电力滤波器的仿真模型,并通过仿真研究其在电能质量控制中的控制效果,同时进一步完善设计方案,筹备硬件实验的实施。
四、预期成果和创新点本文的预期成果是开发一种实用且有效的电能质量控制技术,并验证其在电网中的实际应用效果。
同时,本文在理论和实践方面的研究也将有助于更好地理解并联混合有源电力滤波器的控制原理和应用方法,具有较高的创新点和实用价值。
并联型有源电力滤波器的研究的开题报告
并联型有源电力滤波器的研究的开题报告一、研究背景现代电力系统通常采用变频器、电力电子器件等进行控制,但是这些设备会在电网中引入谐波污染,影响电网的稳定性和可靠性。
为了解决谐波污染问题,被动滤波器一直是主要的解决方案之一。
但是,被动滤波器只能针对特定频率的谐波进行滤波,而且在电网纯阻性负载中的效果较差。
此外,当被动滤波器的耦合电感和电容值改变时,需要重新调整系统。
因此,有源电力滤波器(APF)成为了一个备受瞩目的领域。
目前,APF成为了一种更加灵活和可靠的滤波解决方案。
APF可以针对具有不同频率、相位和大小的谐波进行补偿,并且可以平滑地适应不同的负载变化。
与被动滤波器相比,APF在谐波消除和电网保护方面具有更好的性能。
在高速列车、直流输电系统、大型无绝缘开关变流器等领域中,APF也得到了广泛应用。
二、研究目的本课题的主要目的是设计并联型有源电力滤波器,实现对电网中的谐波进行有效滤波,并且能够自适应地适应不同的负载变化。
具体研究目标如下:(1)研究并设计有源电力滤波器的控制算法,实现对电网中的谐波进行滤波。
(2)研究并设计有源电力滤波器的拓扑结构,实现并联型方案。
(3)通过模拟实验验证所设计的并联型有源电力滤波器的性能。
三、研究内容本课题主要分为以下几个研究内容:(1)有源电力滤波器的原理和控制算法研究。
本研究将从有源电力滤波器的基本原理出发,研究如何针对不同的负载和谐波进行补偿,并且设计相应的控制算法。
(2)有源电力滤波器的拓扑结构研究。
本研究将研究并联型有源电力滤波器的拓扑结构,实现对电网中不同频率谐波的补偿。
(3)并联型有源电力滤波器的模拟实验验证。
通过基于MATLAB/Simulink的仿真实验,对所设计的并联型有源电力滤波器的性能进行验证。
四、研究意义本课题的研究意义如下:(1)有助于解决电网中谐波污染问题。
通过设计并联型有源电力滤波器,可以更有效地消除电网中的谐波。
(2)有助于提高电网的可靠性和稳定性。
新型并联混合型有源电力滤波器的研究
新型并联混合型有源电力滤波器的研究摘要:本文针对传统无源电力滤波器存在的滤波性能受限、频带范围不广的缺陷,研究并提出了一种新型并联混合型有源电力滤波器。
该滤波器采用有源滤波与无源滤波并联的方式,能够在更宽的频带范围内实现高效的电力滤波。
关键词:电力滤波器;有源滤波;无源滤波;并联混合型1. 研究背景在现代电力系统中,各种电子设备的广泛应用不仅带来了便利,也带来了一系列的电力质量问题,如谐波污染、电流不平衡和电压波动等。
为了解决这些问题,人们通常使用电力滤波器来进行滤波补偿。
传统的电力滤波器往往采用无源滤波器,包括电感型和电容型滤波器。
无源滤波器的滤波性能不够稳定,滤波频带范围也比较有限。
有必要研究一种新型的电力滤波器,以提高其滤波性能和适用范围。
2. 研究方法本文提出了一种新型并联混合型有源电力滤波器,它由有源滤波器和无源滤波器并联组成。
有源滤波器采用运算放大器和开关元件构成,并能够在额定功率下自适应地工作。
无源滤波器则由电感和电容构成,可以实现传统的电力滤波功能。
为了验证该电力滤波器的性能,采用了MATLAB进行电路仿真,以模拟实际工况下的电力滤波效果。
3. 实验结果通过仿真实验,我们发现新型并联混合型有源电力滤波器具有如下优点:(1)在更宽的频带范围内实现高效的电力滤波,能够有效地滤除谐波、电流不平衡和电压波动等电力质量问题;(2)具有较高的稳定性和可靠性,能够自适应地工作,适应不同的负载条件;(3)设计简单,技术实现成本低,具有一定的技术应用前景。
4. 结论本文提出了一种新型并联混合型有源电力滤波器,该滤波器综合了有源滤波器和无源滤波器的优点,并且能够在更宽的频带范围内实现高效的电力滤波。
仿真实验结果表明,该电力滤波器具有较高的稳定性和可靠性,且设计简单,技术实现成本低,具有一定的技术应用前景。
5. 下一步工作虽然本文提出的并联混合型有源电力滤波器在理论分析和电路仿真方面都具有较好的性能和实用性,但还需进一步开展实验验证。
一种并联混合型有源电力滤波器的研究开题报告
一种并联混合型有源电力滤波器的研究开题报告一、研究背景随着工业电子设备和有源电力滤波器技术的不断发展,越来越多的非线性负载引起了谐波关注。
谐波降低了电力系统的效率,影响了设备的运行稳定性和寿命。
因此,一种有效的电力滤波器是非常必要的,可以帮助消除谐波,并提高电力系统的效率和稳定性。
二、研究目的本研究旨在设计一种高效的并联混合型有源电力滤波器来消除电力系统中的谐波。
该电力滤波器将通过并联传统的无源电力滤波器和有源电力滤波器,结合两者的优势,来实现更好的谐波滤波效果。
研究还将针对该电力滤波器的控制策略进行优化,以确保其在实际应用中的有效性。
三、研究内容1.设计并实现并联混合型有源电力滤波器2.评估电力滤波器的谐波滤波能力并分析其优缺点3.研究电力滤波器的控制策略并进行优化4.在实际电力系统中验证电力滤波器的性能四、研究方法1.设计并实现电力滤波器电力滤波器将包括传统无源电力滤波器和有源电力滤波器。
无源电力滤波器用于消除谐波,而有源电力滤波器将用于控制电压和电流。
2.评估电力滤波器的谐波滤波能力使用示波器和电能质量分析仪来评估电力滤波器的性能。
目标是优化滤波器的谐波滤波能力。
3.研究电力滤波器的控制策略并进行优化探究并设计合适的电力滤波器控制算法。
研究常见控制算法并选择合适的控制器。
4.验证电力滤波器性能在实际电力系统中安装电力滤波器,并对其性能进行验证。
该步骤将测试电力滤波器的稳定性、过载能力、抗干扰能力和谐波消除效果等。
五、研究意义本研究将为高效消除电力系统中的谐波提供一种解决方案。
并联混合型有源电力滤波器的研究将不仅有助于提高电力系统的效率和稳定性,而且在实际应用中也具有重要的应用前景。
《2024年并联有源电力滤波器实用关键技术的研究》范文
《并联有源电力滤波器实用关键技术的研究》篇一一、引言随着电力电子技术的快速发展,电力系统中非线性负载的增加导致谐波污染问题日益严重。
并联有源电力滤波器(Active Power Filter,简称APF)作为一种有效的谐波治理手段,受到了广泛关注。
本文旨在研究并联有源电力滤波器的实用关键技术,以提高其在实际应用中的性能和效果。
二、并联有源电力滤波器基本原理并联有源电力滤波器是一种通过实时检测电网中的谐波电流,并产生相反的补偿电流来消除谐波的装置。
其基本原理包括谐波检测、指令电流运算、功率电路控制以及能量转换等环节。
APF 能够快速、准确地跟踪和消除电网中的谐波,从而提高电能质量。
三、实用关键技术研究1. 谐波检测技术谐波检测是APF的核心技术之一。
有效的谐波检测技术能够实时、准确地检测电网中的谐波电流,为指令电流运算提供可靠的数据。
目前,常用的谐波检测方法包括基于瞬时无功功率理论的检测方法和基于神经网络的检测方法等。
这些方法具有高精度、高动态响应等特点,能够满足不同应用场景的需求。
2. 指令电流运算技术指令电流运算是指根据谐波检测结果,计算出APF需要产生的补偿电流。
该技术要求运算速度快、精度高,以适应电网中谐波的快速变化。
目前,常用的指令电流运算方法包括基于瞬时值比较的运算方法和基于数字信号处理器的运算方法等。
这些方法能够快速、准确地计算出补偿电流,为APF的实时控制提供支持。
3. 功率电路控制技术功率电路控制技术是APF实现补偿电流的关键技术。
该技术要求控制精度高、响应速度快,以实现对电网中谐波的快速、准确补偿。
目前,常用的功率电路控制方法包括基于PWM控制的控制方法和基于现代控制理论的控制方法等。
这些方法能够实现对APF的精确控制,提高其在实际应用中的性能和效果。
4. 能量转换技术能量转换技术是APF实现谐波治理的重要环节。
APF通过能量转换技术将直流侧的能量转换为交流侧的补偿电流,实现对电网中谐波的治理。
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电流控 制 电路 是补 偿 电流发 生 电路 的核心 环 节, 负责根据补偿 电流指令信号 , 由控制算 法计
算得到主电路每 相桥臂各功率开关器件的触发 脉冲; 隔离与驱动电路 负责驱动主 电路 IB G T开 关 ; 电路用来产生补偿 电流 。 主
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dq — 检测法 的原理 如图 3 示 , 轴电流直 所 d 流分量 与负载基波有 功功率相对 应 , 轴电流 q 直流 分量 与负载基 波相位 移的无 功功率 相对 应 , 轴 电流交流分量 和 q d 轴电流交流分量 分 别 与高次谐 波的有功功 率和无功 功率相 对应 , 故 i和 i经 L F后即得到与基波对应 的有功 d q P 分量 和无功分量 。 轴分量 与负载基波不对称相 o 对应 d q - 变换计算谐波 的原理如下图所示 : 基于 d q - 坐标系下的检测方法消除 电压谐 波和不对称 电压的影响能力强 , 检测实时性好 , 与 i i 相 比,其优点在 于检测 电路 比较简 p q法 — 单, 利于数字化 电路的实现 , 是普遍 采用 的一种 方法 4 谐波检测 电路 及滤波器仿真
中 图 分 类 号 :M9 文 献 标 识 码 : T 3 B
引言
电力 电子装置 的应用 日 益广泛 ,也使得 电 力 电子装置成为最大的谐波源 。在各种电力 电 子装置中 , 整流装置所 占的 比例最 大。 有源电力 滤波 器(P) 为改善 电能质 量 的一 项关 键技 AE 作 术 , 日 、 国 、 国等 发达工业 国家 已得到 在 本 美 德 了高度重视和 日 广泛 的应用 益 。能有 效的控制 电力电子装 置的谐波 : 并联型 A F的研究主要 P 以理论和实验为主 , 涉及到了功率理论的定 义 、 各种谐 波电流 的检测方法 、 P A F的稳态 和动态 特性分析等。 但由于多方 面条件的限制 , 至今未 有并联型 A F的正式产品用 于实际 日前 , P 以 高速数字信号处理器为基础的实时数字信号处 理技术的迅速发展使得采用模拟量控制的 电能 质量调节装置正被采用数字量控制的 电能质量 调节装置所取代 。 随着 D P S 性价 比的不断提高 , 用DP S 控制 A F已成 为当今和 未来 技 术发展 P 的一个新热点。此外 , 大功率 电力电子技术 、 控 制技术 的不断 发展使 A F的成 本 血将不 断降 P 低 , 其卓越 的滤波性能 , 国必将 有广阔 加之 在我 的应用前景 。 1 有源滤波基本原理 A F P 的构成 与基本 作 原理如 图 1 所示 。 A F由谐波与无 功电流检测电路 及补偿电流发 P 生电路( 包括补偿 电流控制 电路 、 隔离电路 驱动
摘 要 : 本 文 分 析 了 三 角 波 比 较 控 制 方 法 和 滞 环 电 流 控 制 方 法 用 MATL B/ I ULNK 下 的 电 力 系 统 模 块 SmP weSs A sM I i o ry— trsBo ke 对 三 相 并 联 有 源 电 力 滤 波 器 检 测 电路 、 制 电 路 和 整 个 滤 波 器 系 统 进 行 了 仿 真 研 究 , 真 结 果 表 明 检 测 和 控 静 en lc st 控 仿 方 法 具 有 良 好 的 性 能 关键 词 :P ;— A F d q检 测 法 ; 波 谐
C ia N w T c n lge n rd cs h n e e h ooi sa d P o u t
高 新 技 术
基于 d q检测法 的并联有源 电力滤波器研究 —
高 防 魏 昕 杨小磊 宋 琳 琳
( 南 交通 大 学 电 气工 程 学 院,四 川 成 都 6 0 3 ) 西 10 1
O/ 5次谐波 的幅 值为 1、 v 7 5/ , 源, 但为保持直流侧电压不变 , 需对该电压进行 值为 2 、 V, 控制 ;电压型 A F P 交流侧输 出电压为 P WM方 次谐波的幅值为 1、 — 。电源波形如图 4 0/ v 所 波。电压型 A F P 效率高 , 初期投资少 , 可任意 并 示 , 时得 到的仿真波形如图 5 此 所示 : 联扩容 , 易于单 机小型化 , 用于电网级谐波补 适 £ 偿。 营 0 3 谐波电流检测原理 20o A F进行精确 补偿 的关 键在于 准确地 、 P 实 。 。 。 Ie。 l【 m【 s s ) 。 。 ’ 时地检测出电网 中瞬态变化的畸变 电流 ,为 了 图 4含谐 波 的 电 源 电压 消除负载产 生的谐 波及补偿消耗的无功 ,需要 p -q 对负载中的谐波成 分进行实时检测 。d q - 法是 霉 ’00 目 实时检测谐波和无功的主要方法 ,简化 了 前 藿 。 8 埘称无 畸变情 况下的电流增量检测 ,并且适用 于不对称有畸变情况下的电流增量检测口 瞬时 。 - 坐标上为 : 和主电踊 。前者用来检测出负载电流中的偕波 三相 电流或 电压变换到 d q 蠡1 与无 功电流等分量 ; 后者根据检测 出来 的谐波 藿。 + 与无功电流等产生相应的补偿电流 。其中补偿
2 有源 电力滤波器的主电路 根据 A F P 直流侧储 能元件不 同, 单个 A F P 主电路分 为电压 型和电流 型I: 8 本文 的研究 对 I 象就是单独使用 的三相 并联 电压型 A F P ,既用 于补偿谐波 也用于补偿无功功率 。 图 2所示的 电压型 A F直 流侧接 有大 电 P 容, 正常 工作时其 电压基 本不变 , 可看 作电压
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图 2 电 压 型 APF 主 电 路
图 3 . 检测法原理 q d 4 畸变 电压波形 d q . 1 - 检测法仿真 向电源电压注入谐波 ,其中 3 次谐波 的幅
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