有源电力滤波器的研究综述
有源电力滤波器综述

负载 电流不平衡 或三相 电源 电压不对称 时 ,尤其 在 三相 四线制 系统或 不 需要 三相 桥逆 变 器 的系统 中, 可 以采用 三套单 相逆变器 电路 结构进行 补偿 。 2 12 中等 功率等 级应 用 ..
2 11 低功率等级应用 .. 功 率低 于 10 V 的系 统 属 于 低 功 率 等 级 应 0k A
用 ,使用 范 围 主要 包 括 民用住 宅 、商 业 大 楼 、医
院 、小规 模 到 中 等 规 模 的工 业 负 载 和 驱 动 系 统 。
这 些 系统 通 常采用 技 术 比较 复 杂 的动 态 有 源 滤 波
收稿 日期 :2 1 0 0—0 6—1 5
功 率从 10 V 0 k A到 1MV 的三相 系统 属 于 中 0 A
低 功 率等 级 应用 ( 于l k^ 小  ̄ V)
需要平 衡三相 负荷 的电流或 电压 ,只需 对谐波 电流
进行 补偿 ,可以采用三相逆 变器 电路结 构 。当三 相
一 1补 I 撩 相嚣 l罐i l { l 偿 单 l 一 l 黧 一
图 1 A F根 据 功 率 等 级 和 响应 速 度 的分 类 图 P
为 了实 现相 应 的 补 偿 功能 ,补 偿 系 统 的 功 率
等级和响应速度决定了 A F的控制策略。功率等 P 级 与 响应 速 度 之 间 有 着 密 切 的 相 互 联 系 。通 常 , 响应速 度越 快系统 花 费 的成场 合 ,根 据三 相 负载 ) 是否平 衡而采 用不 同的有 源 电力滤 波 器 电路结 构 。 当功率 等 级 相 对 较 低 时 ,如 :10 V 0 k A,可 以使 用 三套单 相系统进 行补偿 ,也可以使用一 套三相 系统 进行 补偿 。当三 相负荷平衡 时 ,有源 电力滤波器 不
有源电力滤波器检测新方法的研究及其实现的开题报告

有源电力滤波器检测新方法的研究及其实现的开题报告开题报告一、研究背景随着现代电力系统的快速发展,电网对电力质量(PQ)的要求也越来越高。
不稳定电源、电容器投资、电机和变压器负载变化、空调、电梯和机器人等非线性负载的增多,都可能导致电力质量问题,如谐波、间断、电压波动、电缺陷等。
这些问题可能妨碍电力系统的正常运行,影响电力设备的性能和寿命周期,增加能源消耗和操作成本,甚至损害人员安全。
因此,电力质量监测与控制已经成为电力系统领域的热点问题。
在电力质量监测和控制中,滤波器是最常用的电力质量控制技术之一。
有源电力滤波器(APF)是在滤波器前添加可控电压源的一种滤波器。
它可以弥补传统无源电力滤波器(LPF,HPF和BPF)的缺陷,并有效解决电力质量问题。
APF的核心是控制器,它根据输入的采样信号,计算控制信号,并输出相应的电压来补偿电网电压中的谐波成分。
APF通常具有高精度、快速响应、低谐波畸变和可控性等优点,因此得到了广泛关注和应用。
虽然APF的设计和应用已经得到广泛研究,但在这个领域还存在许多挑战,如:1. APF系统处于电力系统中的位置不同,其引入的电网扰动和电容器汇流都具有不确定性和非线性特性。
2. 传统APF的控制方法可能对电网的频率响应和时域稳定性产生负面影响。
3. APF的控制算法需要有良好的实时性能,这对控制器的设计和实现提出了更高的要求。
因此,本研究旨在开发一种新的APF控制算法,以快速、准确地检测电力质量问题,提高电力系统的可靠性和稳定性。
二、研究内容本研究的主要内容包括:1.综述有源电力滤波器的原理和控制方法。
2.研究新的APF控制算法,包括基于PID控制器和基于模糊神经网络(FNN)的控制器。
3.开发一种基于Matlab和Simulink的APF控制器仿真,并在多种电力系统条件下进行仿真。
4.通过实验验证APF控制器的有效性,并对比和分析各种算法之间的优劣。
5.优化APF控制器的实现,并提出进一步改进的研究方向。
电力系统中的有源滤波器研究

电力系统中的有源滤波器研究随着电子技术的发展和电力负荷的增加,电力系统在稳定性和电能质量方面面临着越来越多的挑战。
电力系统中的谐波、噪声和电磁干扰等问题给电力供应和使用带来了很大的困扰。
为了解决这些问题,有源滤波器作为一种有效的电力质量控制器备受关注。
有源滤波器是一种能够自动感应并补偿谐波电流的装置。
它通过检测电网中的谐波分量,并逆向注入等幅、反向相位的谐波电流来消除谐波。
相比于被动滤波器,有源滤波器具备更好的动态响应性能和抑制效果,能够更有效地控制谐波和电压的波动。
在电力系统中,有源滤波器主要用于降低谐波对电力设备的损坏,提高电能质量,减少电网负荷谐波对其它用户的干扰。
通过双向功率变换器,有源滤波器能够在电网侧感应电压、电流,然后在负载侧产生与谐波相反的电流,从而达到谐波抑制的目的。
有源滤波器的控制器能够精确地检测和跟踪电网中的谐波变动,调整补偿电流的相位和幅值,使电力系统运行在稳定的状态下。
研究表明,有源滤波器在电力系统中的应用能够显著改善电能质量,减少电压波动和谐波对电力设备的影响。
它可以有效地降低电流谐波畸变率,使电流波形更加接近正弦波。
此外,有源滤波器还能够降低电网中的电压波动,并具备很高的动态响应性能,能够迅速地响应电网变动,保持电力系统的稳定性。
有源滤波器的研究重点主要集中在控制算法和半导体器件的设计上。
目前,常用的有源滤波器控制算法有基于电流控制和电压控制的方法。
电流控制算法是基于电流检测和补偿的原理,可以实现对谐波电流的精确补偿;而电压控制算法则是通过检测电压和电流的相位差来实现谐波抑制。
在半导体器件方面,IGBT和MOSFET是目前较常用的器件,它们具有快速响应、低功耗和高效率等优点。
然而,有源滤波器也存在一些挑战和问题。
首先,有源滤波器的设计和控制较为复杂,需要充分考虑电网特性和负载要求;其次,有源滤波器的成本较高,对于中小型企业来说可能不太适用;此外,有源滤波器还面临着电网规模扩大和电力负荷增加的挑战,需要进一步提高其控制性能和抗干扰能力。
对有源电力滤波器的探讨

对有源电力滤波器的探讨摘要:随着电力电子技术的发展,非线性器件在电力系统中得到越来越广泛的应用。
有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波和无功补偿的新型电力电子装置,它能够对频率和幅值均发生变化的谐波和无功进行补偿,弥补了传统无源电力滤波器只能吸收固定频率的谐波而且容易发生并联谐振的不足。
本文主要对单相有源电力滤波器的阐述,给予参考。
关键词:有源滤波器; 原理; 发展趋势Abstract: with the development of the power electronic technology, nonlinear devices in the power system to get more and more widely. Active power filter is used to suppress harmonic and dynamic reactive power compensation of new power electronics device, it can frequency and amplitude are the changes of harmonic and reactive power compensation, to make up for the traditional passive power filter can only absorb fixed frequency harmonics and prone to parallel resonant shortage. This paper mainly of single-phase active power filter paper, give reference.Keywords: active filter; Principle; Development trend1.有源滤波器有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置,它能对大小和频率都发生变化的谐波以及变化的无功进行补偿,其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点。
有源电力滤波器毕业论文文献综述

文献综述随着计算机技术和网络技术的发展,工业参数的数字采集促进了现场总线技术的发展,目前现场总线已经从当初的4-20mA电流信号升级为数字信号,发展成为全数字通讯,解决了现场信号远距离高速传送的问题,而且提高了抗干扰性能,增加了系统配置的灵活性,节省了硬件投资,是未来生产自动化和过程控制的发展方向。
目前,较有影响的总线有:Modbus,CAN,LonWorks,Profibus等。
采用RS485标准总线技术对现场数据进行采集、管理,相对于CAN,LonWorks,Profibus等现场总线系统而言,具有结构简易、成本低廉、硬软件支持丰富、安装方便,且与传统的DCS兼容,与现场仪表接口简单,系统实施容易等特点,因而RS485总线系统在一定时间内仍是中小控制系统的主要形式。
温度测控模块作为一种重要的设备,在诸多工业生产过程中得到了广泛应用。
自70年代以来,由于工业过程控制的需要,特别是微电子技术和计算机技术的迅猛发展,国外温度测控发展迅速,并在智能化、自适应等方面取得显著成果。
在这方面,以口本、美国、德国、瑞典等国的技术领先,生产出了很多商品化的、性能优异的温度测控器及仪器仪表,并在各行业广泛应用。
目前,国外温度测控系统及仪表正朝着高精度、智能化、小型化等方面快速发展。
基于单片机的Modbus协议产品一般由单片机芯片为核心和外围辅助逻辑元器件组成,它充分利用单片机的硬件资源和软件资源,同时合理配置特定的功能元器件来实现产品的功用,外围元器件一部分是用来实现通讯的串行接口元件,具有电平转换的功能,这使得Modbus产品具有组成工业网络的能力;另一部分是功能器件,如:数模转化器、模数转化器、LED显示器等,能够实现很多的特定功能。
由于产品的硬件构成比较简单,性能比较稳定,功能比较强且造价比较低成为该产品的主要特点,在国内使用的Modbus产品大部分是国外产品,国内很少有独立的知识产权,这是Modbus产品在国内的现状。
有源电力滤波器综述

0引言近数十年以来很多国家都制定了限制谐波的规定和国家标准,电力谐波问题受到越来越多的关注,本着“谁污染,谁治理”的原则,随着中国绿色能源运动的不断深入,低压侧的谐波治理,必将提到日程上来。
而有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波和补偿无功的电力电子装置,被公认为是治理“电网污染”的有效手段,APF 有源滤波器作为一种主动型的谐波补偿装置,能动态跟踪补偿随机的谐波电流,克服传统LC 无源滤波装置的不足,具有高度的可控性和快速响应性,应用前景广阔[1-2]。
1有源滤波器的研究现状1971年日本的Machida 首先提出了有源滤波器的原始模型,同年,H.Sasaki 等就首次完整地描述了有源电力滤波器的基本原理[3],但由于当时是采用线性放大的方法产生补偿电流,其损耗大,成本高,因而仅在实验室研究,未能在工业中使用。
1976年,美国的Strycula 提出了用PWM 逆变器结构构成有源滤波器,确立了当今滤波器的基本结构,同年,L.Gyugyi 等人提出了用大功率晶体管PWM 逆变器构成的有源电力滤波器,并正式确立了有源滤波的概念,提出了有源滤波器主电路的基本拓扑结构和控制方法。
1982年,第1台采用GTO 作为开关元件的电流源PWM 逆变器构成的有源滤波器(800kVA)在日本研制成功并投入使用。
1983年,日本长冈科技大学的Akagi 等人基于pq 分解理论,提出了三相电路瞬时无功功率理论,为解决三相电力系统畸变电流的瞬时检测提供了理论依据。
表明实现有源滤波器补偿功能的条件已经具备,使有源电力补偿技术实用化研究得到了极大发展,与此同时,大功率晶体管(GTR)、大功率可关断晶闸管(GTO )、静电感应晶闸管(SITH )、静电感应晶体管(SIH )、功率场效应管(MOSFET )、场控晶闸管(MCT )及绝缘栅型双极性晶体管(IGBT )等新型快速大容量功率开关器件相继问世;PWM 调制技术、微机控制技术,以及数字信号处理技术都取得了长足的进步。
有源电力滤波器的研究综述

想要使项目建设成本控制达到真正的有效控制,就必须严格按照一定的经济责任制要求,贯彻实施责任和权利相匹配的原则类型,只有这样在项目建设过程中完全有效的确定各成本发生中心体系,它们都是有效控制成本的载体。
(四)营房建设项目管理成本控制的方法随着实践和科学研究的不断进行,到现在为止工程建设项目用来成本控制的基本方法和理论依据不断的增加,但是这些方法适合于不同的情况或者说是背景类型,在不同的建设背景下实施不同的控制方法将会产生不同的效果类型。
营房建设项目成本控制的基本方法类型包括以下几种:1.制度控制制度控制是从最基本的施工单位角度对项目成本实施过程中的总体进行宏观有效的控制。
它规定和约定了项目建设成本控制的有效方法和内容,用来解决项目施工建设过程中和成本控制管理中出现的可以有章可循、有例可根的重要问题的解决方法。
2.额度控制为了控制建设项目最终成本的核算结果,建设或者承包单位必须及时获取或者调查完整的市场材料等价格信息资料。
这些最基本的市场资料类型,对比以往历史资料按照一定比例予以控制和计算,由此用于确定建筑安装工程过程中材料基础定额。
3.合同控制为了有效的控制建设过程中的成本,除采取上述的办法用来控制成本外,还经常采取与以上方法相配套的合同控制的办法。
用合同来控制建设成本是指建设企业实施成本建设控制的重要方向之一。
合同管理与其他控制办法的最主要不同之处就在于前面的控制方法大多属于行政控制。
然而项目建设合同控制管理是指建设合作双方在合同自愿协商、自愿负责控制的基础上,产生的按照法律程式和方法具有约束力的有效控制办法。
作者简介:毕胜,1979年生,工作于中国人民解放军65139部队,现在长春工业大学攻读硕士研究生,项目管理专业。
摘要:随着电力电子技术的发展,电力电子装置在电力系统中的应用越来越广泛,应运而生的非线性和冲击性负载产生的谐波及无功电流对公共电网的污染也日渐严重。
在解决谐波问题的众多方法中,有源电力滤波器(APF)是一种相当具有发展前景的谐波抑制装置。
关于有源电力滤波器的综述分析

( Fujian Key Laboratory of New Energy Generation and Power ConversionꎬFuzhou 350116ꎬChina)
与电力系统之间引起并联或串联谐振ꎬ引起谐波放
成污染和公害ꎮ 它不仅会威胁电力系统自身和经济
(2) 谐波使旋转电机、变压器等设备产生额外
设备是非线性的ꎬ谐波污染不可避免ꎬ对电力系统造
大ꎬ严重时可能烧毁电容器以及电抗器ꎮ
的安全稳定运行ꎬ而且会给周围的电力环境带来很
的谐波损耗和压降ꎬ造成电能质量下降ꎬ降低发电和
滤波器( Active Power FilterꎬAPF) 的发展ꎮ APF 作为综合性电能质量调节器ꎬ是一种具备动态谐波抑制和无
功补偿功能的新型电力电子装置ꎬ其性能优劣与所采用的拓扑结构、电流追踪控制方法等密切相关ꎮ 为了推
广在高压大容量下 APF 的控制技术ꎬ拓宽其应用范围ꎬ分类整理了 APF 拓扑结构ꎬ归纳总结了 APF 的电流
类型ꎮ 图 1 为从储能元件、PWM 个数、应用场合电
源相数、接入方式、电压等级五个角度对 APF 拓扑
进行了分类ꎮ
图 2 双重化 APF 拓扑结构
2. 3 根据应用场合电源相数分类
在实际应用 APF 场合中ꎬ根据电源相数的不同
可将拓扑分为单相 APF 和三相 APFꎬ其中分为三相
三线制和三相四线制属于三相 APFꎮ
2. 5 根据电压等级分类
2. 5. 1 低压场合
传统 APF 开关器件少、控制方法简单且易于实
现ꎬ但是受功率器件限制ꎬ输出电流纹波较大ꎬ在中
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想要使项目建设成本控制达到真正的有效控制,就必须严格按照一定的经济责任制要求,贯彻实施责任和权利相匹配的原则类型,只有这样在项目建设过程中完全有效的确定各成本发生中心体系,它们都是有效控制成本的载体。
(四)营房建设项目管理成本控制的方法
随着实践和科学研究的不断进行,到现在为止工程建设项目用来成本控制的基本方法和理论依据不断的增加,但是这些方法适合于不同的情况或者说是背景类型,在不同的建设背景下实施不同的控制方法将会产生不同的效果类型。
营房建设项目成本控制的基本方法类型包括以下几种:
1.制度控制
制度控制是从最基本的施工单位角度对项目成本实施过程中的总体进行宏观有效的控制。
它规定和约定了项目建设成本控制的有效方法和内容,用来解决项目施工建设过程中和成本控制管理中出现的可以有章可循、有例可根的重要问题的解决方法。
2.额度控制
为了控制建设项目最终成本的核算结果,建设或者承包单位必须及时获取或者调查完整的市场材料等价格信息资料。
这些最基本的市场资料类型,对比以往历史资料按照一定比例予以控制和计算,由此用于确定建筑安装工程过程中材料基础定额。
3.合同控制
为了有效的控制建设过程中的成本,除采取上述的办法用来控制成本外,还经常采取与以上方法相配套的合同控制的办法。
用合同来控制建设成本是指建设企业实施成本建设控制的重要方向之一。
合同管理与其他控制办法的最主要不同之处就在于前面的控制方法大多属于行政控制。
然而项目建设合同控制管理是指建设合作双方在合同自愿协商、自愿负责控制的基础上,产生的按照法律程式和方法具有约束力的有效控制办法。
作者简介:毕胜,1979年生,工作于中国人民解放军65139部队,现在长春工业大学攻读硕士研究生,项目管理专业。
摘要:随着电力电子技术的发展,电力电子装置在电力系统中的应用越来越广泛,应运而生的非线性和冲击性负载产生的谐波及无功电流对公共电网的污染也日渐严重。
在解决谐波问题的众多方法中,有源电力滤波器(APF)是一种相当具有发展前景的谐波抑制装置。
在国外,有远点滤波器早已进入了工业实用化阶段;而在国内,由于起步较晚,虽然在理论上已相当成熟,但在工业上却还没有得到广泛的应用。
关键词:有源电力滤波器串联混合型有源电力滤波器并联混合型有源电力滤波器
一、有源电力滤波器的发展历史及分类
有源电力滤波器最早被提出是在B.M.Bird和J.F.Marsh发表的论文(1969年)中,该论文所描述的方法是将三次谐波电流通入交流电网来减少电源中电流的谐波成分,从而改善电源电流波形。
在此之后,L.Gyugyi等人提出了用PWM变换器构成有源电力滤波器的方法,从而确立了有源电力滤波器的概念包括主电路的拓扑结构和控制方法。
但由于技术水平还不高,有源电力滤波器仍然只能处于实验研究阶段。
80年代后,电力电子技术和PWM控制技术得到了长足的发展,在此基础上“三相电路瞬时无功功率理论”也被日本学者赤木泰文等人提出,其衍生出来的无功电流检测方法也成功的在有源电力滤波中得到了应用,直到现在该理论任然是有源电力滤波器研究的主要理论。
20世纪90年代末国外学者在此基础上进一步提出了一种新型的有源电力滤波器——
—统一电能质量调节器(UPQC),这种APF同时具有串、并联APF的功能而且具有较高的性价比,虽然目前任然处于试验阶段,但是这也将成为以后有源电力滤波器的一个重要研究方向。
有源电力滤波器从最早的单独使用的并联型,经过多年发展后,分化为现在的串联混合型和并联混合型。
为适应对不同电网的补偿,进一步提出了串联型有源电力滤波器等。
其本质是根据有源电力滤波器接入电网的方式的不同,将其分为并联型和串联型两大类。
二、有源电力滤波器的国内外研究现状
目前对有源电力滤波器的研究较为成熟的国家主要是日本及一些欧美国家,然而日本学者对拓扑结构的研究更为深入。
有源电力滤波器的主要生产厂商有三菱公司、西屋电气公司、西门子公司、ABB公司等,对有源滤波器的研究也领先于其他生产公司。
其中一些产品已经相当成熟,已进入了实用化生产阶段。
据日本电气学会对有源电力滤波器在日本应用情况的调查显示,在工业应用中,有源电力滤波器主要用于补偿谐波,占71.7%。
而我国对于谐波问题的研究远远落后于其他国家,直到80年代末才有这方面的文章出现,直到现在国内对有源电力滤波器的研究任然处于理论及实验室阶段,虽然近几年有越来越多的单位在进行有源电力滤波器的研究,但研究方向却集中在并联型和混合型上,其中并联混合型有源电力滤波器的研究最成熟。
其中包括了功率理论的定义,谐波的检测方法、有源电力滤波器的稳态和动态特性分析等。
进几年来国内对谐波问题重视越来越高,利用有源电力滤波器对电能质量的改进潜藏着巨大的市场应用价值,有源电力滤波器在补偿滤波、不平衡电流、中线电流和无功功率等方面必将得到更为广泛的应用。
三、有源电力滤波器的发展方向
有源电力滤波器的主要使用方法是通过对PWM调制来提高开关器件的效率,通常采用IGBT及PWM技术进行谐波补偿和GTO和多重化技术来对谐波进行补偿。
从经济上考虑,大功率滤波装置可采用有源电力滤波器与LC无源滤波的并联使用来减小有源电力滤波器的容量,从而降低成本、提高效率。
目前的主要应用趋势是将一种名为“统一电能质量调节器"的有源电力滤波器安装在供电系统的供电侧。
随着高速数字信号处理器(DSP)的出现,使有源电力滤波器的数字化控制也成为一种发展趋势,采数字方法可对谐波和无功电流进行实时计算,而且通过DSP还可以实现数字控制方,可将开关控制信号直接通过I/O接口和PWM接口发出,解决了模拟方法所不能解决的不少问题,同时使系统的抗干扰能力也得到了极大的提高。
在未来的研究中,我们可以从有源滤波器的拓扑结构,补偿性能,控制系统结构和降低成本等几个方面对有源滤波器进行更深一步的研究。
四、评述总结:
为了适应快速增长的电力需求,我国电力系统目前正沿着高电压、大容量、远距离的方向发展。
随着电网的迸一步扩大,电力系统的结构日益复杂,需要补偿的谐波和无功容量急剧增加,电力系统对有源电力滤波器装置的容量、性能的要求也越来越高。
因此,如何利用有源电力滤波器解决复杂电力系统和复杂负载中的谐波和无功抑制问题,以及如何提高有源电力滤波器的容量和滤波性能是目前有源电力滤波器需要解决的问题。
现如今,对并联混合型有源电力滤波器的研究已相当的成熟,并在国外已得到了广泛的应用,在理论上的进一步研究也受到生产能力的限制。
再之,其本身存在不能抑制谐振的缺陷,并联混合型有源电力滤波器的进一步研究的空间已经相当的小了。
然而串联混合有源电力滤波器就很好的弥补了这一缺陷,并且其研究起步晚,理论也相当的不成熟,其研究的空间还相当的大。
参考文献:
[1]周国梁,石新春.经济型有源电力滤波器的分析[J].电力科学与工程, 2004,6(3):34-36.
[2]颜晓庆,王兆安.电力有源滤波器及其新发展[J].电工技术杂志,1998,7:3-5.
[3]罗安,付青等.变电站谐波抑制与无功补偿的大功率混合型电力滤波器[J].中国电机工程学报,2004,24(9):l16-123.
[4]薛文平,刘国海。
基于同步参考坐标变换的改进型谐波检测法[J].电力电子技术,2006,40(1):47-49.
[5]周柯,罗安等.一种大功率混合注入式有源电力滤波器的工程应用[J].中国电机工程学报,2007,27(22):80-86.
有源电力滤波器的研究综述
王文凯肖亚李茂罗欣沂杨凡弟谢延义
重庆邮电大学自动化学院
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