模糊控制有源电力滤波器在电力推进船舶中应用

电力推进船舶中,由于电力电子开关器件在推进电机变频调速装置中的广泛应用,使之在船舶电力系统中产生了大量的谐波,通常的解决方案是施加无源LC滤波器装置.近年来,克服了无源滤波器种种不足的有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)得到了快速发展,该文将APF应用到电力推进船舶的电力系统中,并将模糊控制策略分别应用到并联型APF的电流跟踪环节和直流测电压控制环节.仿真结果表明,与常规的并联型APF相比,该文提出的基于模糊策略的APF具有更好的谐波抑制性能.     

APF暂态性能对船舶电网的影响分析及改善措施

在建立船舶电网配电网络简化模型基础上,通过对配电网节点导纳矩阵的分析,得到配电网的电压及电流转移矩阵,从理论方面分析了有源电力滤波器暂态性能对船舶电网的影响。同时,文章还探讨了一种改善有源电力滤波器暂态性能的方法:通过切换交流侧电抗来加快有源电力滤波器的暂态响应速度,从而减小有源电力滤波器在暂态过程中对船舶配电网络的影响。最后,通过仿真结果证明了理论分析和改善措施的正确性。     

基于模糊自适应控制算法的APF

在分析电力有源滤波器中自适应滞环电流比较控制策略的基础上,采用模糊控制逻辑算法对滞环环宽进行调节,使开关频率恒定不变,降低功耗。再以船舶电力推进系统为非线性负载,在MATLAB/SIMULINK中建立基于模糊自适应控制算法的有源滤波器系统。仿真结果表明,该算法提高了APF的补偿性能。     

有源电力滤波器电压空间矢量控制方法

为了提高有源电力滤波器（active power filter，APF）补偿电流的跟踪性能，本文提出了以电流偏差微分矢量进行电流跟踪控制的新方案。该方法利用电流误差矢量与参考电压矢量之间的空间分布给出最佳的电压矢量输出，使电流误差控制在合理的范围之内。仿真实验结果表明该方法动态响应快、开关次数少、能够很好抑制电网谐波电流。     

一种无谐波检测的三相四线有源电力滤波器

介绍了一种无谐波检测的三相四线有源电力滤波器,可以同时补偿谐波和无功且不需要对谐波和无功进行检测。采用控制流入直流侧电流的大小和方向的方法使直流侧电压稳定,详细分析了负载有功电流对直流侧电压的影响;将负载有功电流作为扰动,提出了一种无谐波检测的新型控制策略,省去了复杂的检测算法,避免了检测算法引起的误差和延时,提高了动态响应速度。介绍了主电路参数的选型,并研制了一台实验样机,实验结果表明所提出的无谐波检测的三相四线有源电力滤波器具有较好的谐波、无功和不平衡补偿效果,较快的动态响应速度。     

基于有源滤波器的电力推进系统谐波抑制

船舶综合电力推进系统中,电力电子装置产生的大量谐波电流注入电网,已成为最主要的谐波源。本文在分析了电力推进系统中12脉波变频调速系统在电网侧产生的谐波电流特点的基础上,采用基于ip-iq的谐波检测算法和电流滞环跟踪算法相结合的有源滤波器解决方案,利用MATLAB建立系统仿真模型进行分析,仿真结果证明该方案补偿效果良好,使电网谐波电流达到相关谐波标准要求。     

并联型电力有源滤波器直流电容电压控制的研究

控制逆变器直流电容的平均电压与电压波动为适当值是保证并联型电力有源滤波器具有良好补偿性能的一个重要因素。本文对并联型电力有源滤波器直流电容平均与纹波电压的变化规律进行了研究,分析了直流电容平均电压与纹波电压对并联电力有源滤波器性能的影响,在此基础上提出了相应的直流电容平均电压与纹波电压的一种控制方法,给出了使并联型电力有源滤波器性能达到最佳时直流电容平均电压应满足的条件。     

有源电力滤波器滞环电流跟踪控制策略仿真研究

本文介绍了三相并联型有源电力滤波器的构成,分析了基于三相瞬时功率理论的i-iq谐波检测算法,并且采用PI调节实现直流侧电容电压的有效控制.为了克服电流跟踪控制策略中传统滞环控制的环宽设置对开关频率和响应速度的影响,本文采用一种基于电压空间矢量的滞环控制,有效的降低谐波电流含量及开关频率的同时保证了直流侧电压的响应速度,MATLAB仿真实验结果证明了该控制策略的可行性及良好的补偿性能.     

基于多比例谐振的混合APF谐波补偿研究

针对变频器在船舶上的大量使用而导致谐波污染问题,提出一种基于多比例谐振的混合有源滤波器谐波补偿策略。混合有源滤波器由LC无源滤波器和有源滤波器构成,并结合多比例谐振组成谐波补偿控制策略。该控制策略由电网谐波检测、谐波补偿和谐波电流跟踪组成。其中谐波补偿采用检测电网电流的方式,保证治理谐波的同时,抑制LC滤波器可能发生的谐振；谐波跟踪采用多比例谐振控制器,利用其在不同特定频率高阻抗的特点,准确跟踪不规则的谐波电流,提高控制系统的精度。最后,仿真结果验证了所提控制策略可有效抑制船舶电网谐波,提高设备用电的安全性。     

基于改进型软件锁相方法的脉冲性负荷谐波治理

[目的]脉冲性负荷将为舰船电网注入大量的谐波,为了进行谐波补偿,需在电网电压严重畸变和频率波动的工况下完成有源滤波器的锁相功能。[方法]提出一种包含谐波抑制和自适应电压控制的改进型软件锁相方法,优化设计锁相环的稳定裕度、动态响应及抗干扰性等参数,并开展Matlab仿真分析和硬件验证实验。[结果]仿真结果表明,在非理想电网工况下,该软件锁相环能够输出正确的同步信号;硬件实验结果表明,该锁相方法的有源电力滤波器适用于独立的小型电网。[结论]研究成果可为船舶电网电能质量的有效治理提供参考。