有源电力滤波

针对被动法检测盲区较大和主动法易产生稀释效应的问题，提出基于主、被动结合的多分布式电源(distributed generation, DG)孤岛检测方法。首先，该方法利用有源电力滤波器(active power filter, APF)实现无功功率扰动，即通过扰动APF的q轴参数来控制其输出频率为2 Hz的无功功率，以扰动孤岛频率周期性波动。然后，利用小波分解和小波重构算法提取频率信号中的低频分量。最后，利用快速傅里叶变换(fast fourier transform, FFT)算法计算2 Hz低频分量的幅值并判断是否越限，以实现多DG孤岛检测。Matlab/Simulink建模仿真结果表明：该方法能够有效地避免稀释效应，实现多DG孤岛检测。

电力系统运行在非理想状态时，容易产生短暂的电压波动，此时并联有源电力滤波器(shunt active power filter, SAPF)采用无源控制策略无法高效、精确地调节电能质量，而常规滑模控制又容易引起抖振。针对上述情况，将无源控制和抗干扰能力更强的超螺旋二阶滑模控制相结合，提出了一种无源超螺旋二阶滑模控制策略。首先，根据有源电力滤波器的数学模型建立基于正负序分离的欧拉−拉格朗日模型；其次，对系统的模型进行了无源性分析，且根据其无源性设计了无源控制器，同时采用超螺旋二阶滑模控制对无源控制器进一步优化，提高了系统整体的鲁棒性和抗干扰能力；最后，在理想状态和负载突变、负载不平衡、电网电压不平衡、单相电压突变4种非理想状态下，通过仿真实验验证了无源超螺旋二阶滑模控制策略的有效性和优越性。

随着分布式新能源在充电站的接入，源荷的随机特性使电网基频发生波动，进一步加剧站内谐波电流越限风险。对此，提出了一种频率自适应的有源电力滤波谐波检测与跟踪策略。首先，设计了一种改进式广义积分器与延时相消相结合的混合滤波器结构，提高原有广义积分器的滤波性能和动态响应能力，并可消除直流偏置及不平衡分量的影响。其次，通过引入前馈补偿的改进锁相环消除频率波动引起的误差，实现频率自适应谐波检测。最后，基于频率波动导致的谐波跟踪误差，采用结合无限脉冲响应滤波器的快速重复控制，可依据检测频率实现动态调整。仿真和实验结果表明，所提出的控制策略在充电负荷侧可稳定地检测电网频率。且在频率波动的工况下具有较优的谐波补偿能力，在32 ms实现对谐波电流的补偿，治理后电流谐波畸变率下降到5%以下，对不同工况下的充电站具有通用性。

电力电子化系统的快速发展导致电网中的谐波问题日益严重。为进一步提高有源电力滤波器(active power filter, APF)的补偿电流跟踪性能和滤波效果，提出一种基于金枪鱼群优化(tuna swarm optimization, TSO)算法的改进型分数阶快速终端滑模控制(improved fractional-order fast terminal sliding mode control, IFOFTSMC)策略。首先，搭建三相并联型APF的数学模型，并考虑其参数扰动。其次，提出一种改进的分数阶快速终端滑模控制策略，其中滑模面采用分数阶快速终端滑模与分数阶PI相结合，并进行了有限时间分析，趋近律采用指数趋近律和幂次趋近律相结合，同时以反双曲正弦函作为切换项。然后，利用TSO算法对所设计控制器的参数和阶次进行优化并获得最优解。最后，通过仿真验证了所提控制方法的有效性。此外，经与相关文献比较进一步证实了所提优化控制算法不仅可以获得最优控制参数和最优分数阶阶次，使系统在有限时间内到达稳定，还能使APF具有更好的电流跟踪性能、滤波效果和更强的鲁棒性。

针对电动汽车充电站投运后引起的电能质量问题，提出用静止无功补偿器和有源电力滤波器组成的联合系统来治理。分析了电动汽车充电站投运后产生电能质量问题；针对“特定次谐波检测法”，采用一种基于广义积分器的新型广义积分迭代控制算法，与常规的PI控制相比，该算法计算量小，能够对特定次数的谐波进行分频控制，实现对“特定次谐波的补偿”；最后利用MATLAB软件进行仿真并搭建实验平台进行实验,仿真结果和实验结果验证了联合系统的有效性和可行性。