逆变器单元用LCL滤波器的并联系统性能分析

由于各并联单元之间的参数差异,逆变器并联系统存在环流,其中的高频环流由于其频率超出系统的控制带宽,难以通过控制的方式进行抑制。本文分析了高频环流存在的原因,提出将并联逆变单元的LC滤波器改变为LCL滤波器。比较了LC滤波器和LCL滤波器的阻抗特性,分析了采用LC滤波器和LCL滤波器的逆变器的闭环输出特性,指出经过适当的参数设计可以使得这二种逆变器的等效输出阻抗在低频段相近而在高频段呈现很大差异。并联系统在采用了LCL滤波器的逆变器作为并联单元后,可以利用其高频高输出阻抗很好地抑制高频环流,同时可以保持较硬的输出电压外特性。仿真和实验都验证了该方法的有效性。     

10kW高频输出逆变器的研制

采用了一种基于移相控制的高频输出全桥逆变器.移相全桥变换器产生高频的准方波,通过串并联谐振滤波器输出THD小的高频交流正弦波.详细分析了开关管实现软开关的条件和串并联谐振式滤波器对输出电压THD,ZVS实现条件和输出电压外特性的影响.研制了一台输出500V/118kHz/10kW的实验样机;给出了实验波形;验证了其工作原理.     

统一电能质量调节器最优输出跟踪控制策略

统一电能质量调节器(UPQC)由串联型有源滤波器和并联型有源滤波器组合而成,能同时对电压和电流质量进行综合补偿,但必须考虑其串并联单元的相互影响。为此,首先对外输入干扰电网电压和负载电流进行状态估计,以获取其各频次分量;进而提出了基于UPQC统一数学模型的最优输出跟踪控制策略,使得系统输出跟踪参考值,从而将负载电压和电网电流补偿到正常状态。由于该最优控制策略中的性能指标同时反映了负载电压和电源电流的输出跟踪性质,因此能够从全局最优的角度消除UPQC串、并联变流器补偿单元之间的相互影响,从而提供统一协调的电能质量调节功能,且具有良好的暂态响应特性。同时该策略在三相abc坐标系下实现,无需进行锁相环节与dq转换,其控制参数矩阵可以根据黎卡提方程事先求得,而与系统状态无关,易于工程实现。通过在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型,验证了该策略可以有效解决电压跌落/骤升以及谐波负载引起的电能质量问题,并具有优越的暂态响应特性。     

采用双开口方谐振环对的紧凑微带双频带通滤波器

提出了一种零度馈电、具有开口谐振环对的紧凑微带双频带通滤波器,适用于短距离无线通信2.4GHz频段和3.5GHz固定无线接入(FWA)的频段。此滤波器使用开口谐振环作为基本谐振器单元,通过电耦合实现了第一带通特性,通过调谐内外环的间距产生第二通带。为了提高带外衰减,通过设计零度馈电结构来引入四个传输零点,从而获得了高选择性特性,该滤波器设计简单、结构紧凑。最后,仿真设计和制作了滤波器样品,仿真与实测吻合较好,满足了设计要求。     

新型串并联混合有源电力滤波器研究

分析了新型基波磁势自平衡串并联混合有源电力滤波器的结构、工作原理。给出了其中无源滤波器的参数设计新方法,全面考虑了设计要求和约束条件。通过采用在电流型和电压型两种典型谐波源负载下分别进行了接近实用化的实验,给出了实验方法和实验结果。实验结果证明了该有源滤波器原理的正确性,并取得良好的补偿特性。     

双陷波开关频率滤波器LCLDT的设计

传统LCL滤波器及其改进拓扑无法保证在PWM变换器输出的不同频段均具有良好的滤波特性。针对此问题本文提出一种应用于有源滤波器的双陷波开关频率滤波器LCLDT,其兼具LCL滤波器、LLCL滤波器、多调谐陷波滤波器等优点。文中给出了LCLDT滤波器的参数优化设计方法,为其实际工程应用提供理论指导。对各个滤波器在相同背景和成本情况下进行对比研究;仿真和实验验证所提出的LCLDT滤波器的滤波特性优于相关高阶滤波器,能满足电网谐波标准对高次谐波的要求。     

基于LCL光伏逆变器并网电流的重复控制研究

为了提高光伏并网逆变器输出的电能质量,提出一种基于LCL光伏并网逆变器输出电流的重复控制策略。对控制系统的稳定性和谐波的抑制方面做了详细分析,通过LCL滤波器可以兼顾低频段增益和高频段衰减的特性,利用重复控制对周期扰动信号无差跟踪特点来提高系统的稳态精度。仿真和实验结果验证了所提出的控制算法在提高光伏并网逆变器输出电能质量的同时,有效抑制周期性扰动,增强系统的稳态精度。     

一种高频LCC谐振变换器的近似分析方法

为了研究具有电容型滤波器的LCC串并联谐振变换器的电路特性,在变换器工作原理分析的基础上,用一种近似分析方法对电路进行了数学分析,推导了该变换器的等效电路,并在等效电路的基础上讨论了该变换器的电路特性.研究负载电容的取值对变换器输出电压纹波的影响,并介绍LCC谐振变换器等效电路元件参数的计算表达式.仿真和实验提供的数据...     

固定频率正弦波输出LLCC串并联谐振电路研究

针对LLCC串并联谐振电路应用于高频正弦波输出场合,详细分析了LLCC串并联谐振电路的恒流恒压及滤波特性;深入探讨了移相全桥电路拓扑的开关频率与LLCC的串并联谐振频率一致情况下的LLCC滤波特性,得到输出正弦波的THD与LLCC的参数、负载以及占空比等因素的数学关系;详细分析讨论了LLCC的参数对软开关以及滤波特性的影响,讨论了变压器寄生参数对LLCC电路的影响。给出以THD为指标的高频正弦波输出的LLCC谐振电路参数的设计步骤,最后设计实现了10 k W,40 k Hz正弦波输出的真空溅射电源并进行了实验研究和验证,为高频正弦波输出逆变器的设计提供有效的理论指导。     

基于LCL滤波器的并联有源电力滤波器电流闭环控制方法

并联有源电力滤波器(active power filter,APF)需要具有较高的补偿带宽和较低的开关纹波含量。LCL滤波器由于可以兼顾低频段增益和高频段的衰减,是APF输出滤波器的较好选择,但LCL滤波器是3阶系统,增加了控制难度。通常应用于APF电流控制的瞬时值反馈内环结合重复控制外环的双环控制性能较好,但其主要是针对单电感滤波器进行设计,难以直接应用于LCL滤波器控制。提出一种简单的内环方案,利用数字控制固有的一拍计算延时进行LCL滤波器的稳定控制,只需一个反馈量,结构简单;由于内环有效地改善了系统的特性,作为外环的重复控制器的设计相对简单。基于LCL滤波器的双环控制方案赋予了系统较高的稳态补偿精度和快速的动态响应。实验结果证明了所提出控制方法的有效性。     

级联多电平逆变器的频谱分析及滤波器设计

为解决级联多电平技术过大的电压变化率和相对集中的高次谐波的问题,通过计算机仿真技术,深入比较了几种典型拓扑结构的逆变器输出电压谐波的频谱,分析了基于载波组SPWM调制技术的级联多电平逆变器输出电压的谐波特征后,针对该结构电压谐波的特点,提出一种级联多电平逆变器的LC滤波器设计方法并给出了电抗参数和电容参数的具体设计原则和方法。该方法综合考虑了滤波器频率特性和功率因数等要素,通过仿真实验证明,通过该方法选择的滤波器参数满足系统各方面的要求,达到预期的滤波效果,对于不同功率因数的负载,均有很好的滤波效果,并提高了系统的功率因数。     

Steady-State Characteristics of the Six-Pulse Bridge Rectifier with Input Filter

A systematic and accurate method is described for the calculation of the harmonic content of the six-pulse bridge rectifier with input filter. Both the converter output ripple and input distortion are included in the calculations. The accuracy of the results is verified by experiment. It is shown that, under certain conditions, the output ripple can be neglected, leading to derivation of simple and explicit formulas for the converter harmonics. Based on the approximate formulas thus developed, major effects of the input filter on the converter characteristics are discussed and graphically shown. It is found that the control range and the firing angle need to be redefined compatible with the characteristics tics of the rectifier in the presence of the input filter. In addition, the maximum active power delivered to the load is determined by the filter rather than the load.     

Generalized Techniques of Harmonic Elimination and Voltage Control in Thyristor Inverters: Part I?Harmonic Elimination

This paper considers the theoretical problem of eliminating harmonics in inverter-output waveforms. Generalized methods are developed for eliminating a fixed number of harmonics in the half-bridge and full-bridge inverter-output waveforms, and solutions are presented for eliminating up to five harmonics. Numerical techniques are applied to solve the nonlinear equations of the problem on the computer. The uneliminated higher order harmonics can be easily attenuated by using filter circuits in the output stage of the inverter. The results show the feasibility of obtaining practically sinusoidal output waveforms, which are highly desirable in most inverter applications.     

用第二代电流控制传输器（CCCⅡ±）实现二阶电流模式滤波器

提出了实现二阶电流模式滤波器的新电路,该电路使用第二代电流控制传输器(CCCII)和3个无源元件(1个电阻和2个电容),实现高输出阻抗二阶低通、带通电流滤波器.本电路具有结构简单、有源和无源元件灵敏度低等特点.经PSPICE仿真验证了设计的正确性.     

微网蓄电池储能系统滤波及并网控制策略

针对微网中蓄电池储能系统充放电时谐波含量较高情况,在DC/DC与DC/AC变流器之间加入LC滤波器滤除低次谐波,在DC/AC变流器与电网之间加入LCL滤波器抑制高次谐波;并在传统PQ控制基础上以逆变器侧电感电流和网侧电感电流加权值作为内环电流控制信号,降低了解耦分量的纹波含量,减小了储能系统的电压源特性和LCL滤波器阻抗特性对滤波效果和电压波形的影响,提高了控制精度和响应速度;通过隔离变压器调节逆变器输出电压,保证并网电压的稳定。构建仿真模型仿真验证了双层滤波结构和改进控制策略可有效提高蓄电池储能系统的电能质量。     

宽ZVS负载范围4开关三电平直流变换器

提出一种4开关PWM三电平ZVS直流变换器,该变换器由传统三电平直流变换器和对称控制的半桥直流变换器复合而成。该电路非常适合高压直流变换领域。该变换器具有如下优点:所有开关串行联接,每个开关器件承受Vin/2的电压应力;4开关构造输出三电平,可有效减小输入输出滤波器并提高变换器的动态响应时间;所有开关器件在较宽的负载范围内实现软开关。文中分析了该电路的工作原理、软开关特性以及输入输出特性,并搭建了一套实验装置验证电路的基本工作原理。实验结果表明该电路工作原理正确,可以正常工作。     

考虑群延迟和暂态时延的短窗低通滤波器设计

为采用基于采样值和正弦信号模型的快速保护算法,并防止重采样环节的频率混叠,智能变电站的数字化保护需要数字低通滤波器配合。提出一种基于Tukey窗函数,并且同时考虑滤波器幅频特性和群延迟、暂态时延的低通滤波器设计方法。该方法首先确定窗函数时域宽度Tc和截止频率fc,再根据采样频率fs和固定不变的fc,确定滤波器的长度N≤2fs/fc,最后根据N和fc得到完整的滤波器系数。通过理论分析、数字仿真和静态实验,研究了所设计滤波器的幅频特性、群延迟和暂态时延。对采用所设计滤波器的母线保护进行RTDS实验,通过对比表明,按所提方法设计的滤波器在群延迟和暂态时延性能上明显优于传统窗函数法设计的滤波器,降低了滤波器环节对保护速动性的影响。     

Design of fixed point state space digital filters with low round-off noise

A simple method is described for the design of fixed-point recursive digital filters with low round-off noise. the method is based on reducing to zero as many as possible of the coefficients of the filter state matrices. an optimization procedure is used to get the optimum value of linear transformation that minimizes the total output round-off noise power. Compared with the existing approaches, this method is characterized by its computational simplicity, very low output round-off noise (if not the lowest possible) and low coefficient sensitivity. the structure of the proposed technique is modular, which makes it suitable for VLSI implementation. the technique is then employed to obtain a reduced-order low-round-off-noise filter with characteristics equivalent to some desired FIR specifications. Illustrative examples are given to verify these advantages.     

基于配电网动态重构的分布式光伏消纳策略

为了提升含光伏并网的配电网中光伏的消纳率,提出一种基于配电网动态重构的新型分布式光伏消纳策略。综合考虑各时段负荷需求变化、分布式光伏出力不确定性和开关切换次数等因素,建立以光伏消纳比最大化和开关切换次数最少化为优化目标的配电网多目标优化重构模型。根据矩形公式与光伏出力特点,提出最短置信区间快速求解法,该方法能够快速计算任意置信水平的Beta分布最短置信区间,解决光伏出力误差区间估计不准确的问题。设计一种新型的多目标指数微分进化算法对模型进行求解,该算法将指数函数既是凹函数又是减函数的特性引入微分进化算法,达到兼顾个体多样性和收敛速度的效果。以分布式光伏接入IEEE 33节点系统为例,验证了所提策略的有效性。     

混合型有源电力滤波器中输出滤波器的研究

在混合型有源电力滤波器中,输出滤波器起着抑制逆变器开关纹波和保证系统稳定可靠运行的重要作用。针对这两种功能,首先从抑制开关纹波作用中限定了输出滤波器的参数范围;然后通过建立整个系统的数学控制模型,从保证系统控制稳定性的角度对输出滤波器参数进行设计。在此基础上,为了获得一个经济、可靠,适合高压大功率应用的混合型有源电力滤波器,提出了一种新型输出滤波器阻尼控制策略,解决了传统输出滤波器参数设计中阻尼电阻损耗过大的问题。实验结果表明,该分析方法和控制策略能使混合型有源电力滤波器更加可靠、节能和适合大功率应用。