20 kW三电平并网变流器主电路参数的设计

提出了采用三电平并网技术研制可再生能源发电高压并网变流器,介绍了三电平并网变流器主电路的拓扑结构,并对其主电路参数的选择进行了研究,给出了主电路功率器件IGBT、箝位二极管和直流侧电容的设计方法.采用LCL滤波器抑制注入电网谐波,并对其工作原理和滤波特性进行了分析,建立了LCL滤波器设计的数学模型.在此基础上,设计出了20 kW三电平并网变流器的实验样机,实验结果表明所提出的设计方法正确实用.     

三电平变流器LCL滤波器设计

LCL滤波器在当今电力电子装置中广泛应用,然而LCL滤波器存在谐振问题,如果没有合适的阻尼或控制方法,很难保证系统的稳定性能.该设计以三电平双馈式风电变流器为平台,采用传统的电网电压定向和无源阻尼控制策略设计滤波器.基于三电平变流器并网运行时的电流瞬态过程,分析纹波电流脉动情况,并给出详细的设计方法,最后通过实验验证了设计的可行性.     

基于LCL滤波器的双向储能变流器研究

为了在中/大型功率并网系统中引入更具优势的LCL滤波器,必须采用特殊的控制策略对LCL滤波器引入的谐振峰加以抑制。从节省双向储能变流器系统成本的角度,提出了一种基于滤波电容电流内环、并网电流外环的双环控制策略。从主电路的参数设计、控制器的参数设计、控制器的性能分析3个方面对策略进行了详细的阐述,并给出了先内环后外环的参数设计方法。搭建了一台50 kW的双向储能变流器作为试验样机,通过实验证明了所提控制策略不仅可以保证LCL滤波器稳定工作,而且可以减小并网电流谐波。     

三电平PWM整流器网侧LCL滤波器设计

采用LCL滤波器代替L滤波器对入网电流进行滤波已成为变换器并网的趋势,相对于L滤波器,LCL滤波器具有成本低,体积小,整流器动态响应快等优点.然而,目前关于LCL滤波器的研究都是针对两电平变换器进行的,对多电平变换器鲜有涉及.本文以三电平PWM整流器为研究对象,提出了适用于三电平PWM整流器LCL滤波器的设计方法,并通过Simulink仿真和实验验证了滤波器的优良性能.     

光伏并网逆变器通用LCL滤波器的设计

从光伏并网逆变器的实际特点出发,对逆变器LCL滤波器参数设计进行了研究。从逆变器对滤波器的实际要求方面给出了LCL滤波器的设计步骤和方法,对100 kW三电平并网逆变器滤波器参数进行了设计。同时,针对实际系统,应用MATLAB仿真软件对设计结果进行了仿真验证,仿真和实验结果表明:采用所提出的LCL滤波器的设计方法,光伏并网逆变器性能良好,从而验证了这种设计方法的正确性和合理性。     

大功率直驱风力发电并网变流器主电路的研究

全功率变流器是直驱风力发电系统的重要组成部分,可将发电机发出的能量更好地并网。这里对直驱并网变流器主电路的设计进行了研究,包括电网网侧滤波器和电机侧滤波器的设计及计算、共模电压的消除。最后,基于网侧和机侧的控制理论和所提出的设计方案,利用Matlab对其控制方法进行了仿真,并通过1.5 MW直驱风力发电机组并网变流器样机的实验平台进行了互馈实验,实验结果证明了设计方法的可行性。     

LCL型三电平并网逆变器无差拍控制

电压源型脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)整流器交流侧通过LCL滤波器代替单电感滤波器接入电网,可以由较小的电感电容组合达到较好的滤波效果;但电容支路的引入将使传统的控制策略很难达到优良的控制效果,为此,以LCL滤波器运算电路为基础建立数学模型,并对该数学模型设计出LCL型三电平并网逆变器无差拍控制。MATLAB/Simulink仿真实验验证了所提的LCL型三电平并网逆变器无差拍控制的有效性。     

基于模糊控制的并网逆变器的研究

并网逆变器采用LCL滤波器可有效滤除高次谐波,但LCL滤波器是无阻尼三阶系统,易发生谐振。采用无源阻尼方式来抑制谐振,并介绍了其原理及各参数的选取原则。采用并网电流与电容电流的双闭环控制策略,提出了以模糊PID双闭环控制技术控制并网电流,并进行了仿真研究。采用DSP作为控制芯片,设计了完整的主电路系统和驱动电路来进行实验验证。实验结果表明,该方法明显降低了并网电流的总谐波畸变率,避免了进网电流谐振,实现了进网电流的高功率因数。     

三电平PWM并网变换器LCL滤波器量化设计

随着并网变换器容量的增大,LCL滤波器的优势更加明显。在满足相同滤波效果的情况下,LCL滤波器所需电感值比L滤波器要小。以谐波电流衰减比作为优化目标,参数设计会大于实际要求,增加滤波器的体积与成本。通过基于二重傅里叶级数的三电平变换器脉宽电压谐波分析结果,提出一种三电平PWM并网变换器LCL滤波器的设计方法,实现滤波性能的量化。该设计方法不是以降低网侧电流谐波含量为目标,而是在THD满足要求的情况下尽可能的降低LCL滤波器的规格,降低成本,并对设计的LCL滤波器进行了仿真和实验,验证了所提方法的有效性。     

基于模糊控制的并网逆变器的研究

并网逆变器采用LCL滤波器可有效滤除高次谐波,但LCL滤波器是无阻尼三阶系统,易发生谐振.采用无源阻尼方式来抑制谐振,并介绍了其原理及各参数的选取原则.采用并网电流与电容电流的双闭环控制策略,提出了以模糊PID双闭环控制技术控制并网电流,并进行了仿真研究.采用DSP作为控制芯片,设计了完整的主电路系统和驱动电路来进行实验验证.实验结果表明,该方法明显降低了并网电流的总谐波畸变率,避免了进网电流谐振,实现了进网电流的高功率因数.