多机并联LCL型APF谐振特性分析及抑制策略研究

由于LCL型有源电力滤波器(APF)作为一个三阶系统,不仅能够保证滤除高频开关分量,同时在相同的容量下,可大大降低电感取值,因此在配电网被大量采用。然而,随着LCL型APF大量并网,其自身产生的谐振问题开始凸显。本文针对配电网内并联LCL型APF与电网之间交互影响问题,建立了并联LCL型APF系统等效电路模型,并对多机并联LCL型APF系统进行了并联谐振特性分析,得出了并联谐振的表达式;提出一种基于电容支路电流反馈的有源阻尼策略来替代无源阻尼,对APF并联系统机网谐振进行抑制,进而分析了不同有源阻尼参数对并联谐振抑制效果的影响。最后通过RT-LAB仿真验证了上述理论分析的正确性与抑制策略有效性。     

弱电网下多APF并联耦合及谐振研究

研究了多有源电力滤波器（APF）系统在弱电网下的谐振问题。由于弱电网下存在电网阻抗,并联系统中APF通过公共节点电压相互耦合,产生谐振。首先结合公共节点电压以及网侧电流间的相互关系,得到APF并联系统的传递函数矩阵。针对该传递函数矩阵,分别在LCL滤波器相同和不同参数情况下,对弱电网下APF并联系统的谐振特性展开分析,进而引入虚拟电阻型有源阻尼方法抑制系统谐振。最终搭建仿真和实验平台对研究结果进行了验证,证明了该方法的正确性和优越性。     

TNPC有源电力滤波器中LCL滤波器分析与设计

LCL滤波器是一种滤除逆变器开关谐波的有效手段,能克服由于电网阻抗不确定而影响滤波效果的缺点。但LCL滤波器是三阶系统,参数计算困难且存在谐振现象。通过给定系统的额定功率和逆变器侧允许的最大纹波电流,计算出逆变器侧电感、滤波电容和电网侧电感的参数,另一方面为避免LCL滤波器发生谐振,加入阻尼电阻。在介绍设计过程的基础上,搭建三相三线有源电力滤波器(APF)实验平台。实验结果表明所设计的LCL滤波器在T型中点箝位(TNPC)APF中性能优异。     

一种LCCL滤波器及其在半桥电力有源滤波器中的应用

提出一种新型高阶电力滤波器,将其命名为LCCL滤波器。与传统的LCL滤波器相比,LCCL滤波器通过在网侧电感支路并联一个小电容,使网侧电感与并联电容在开关频率处发生并联谐振。谐振使LCCL滤波器网侧支路在开关频率处呈现无穷大的阻抗,相比LCL滤波器可以更好地抑制开关频率附近电网电流纹波,减小电网电流THD。与LLCL滤波器相比,LCCL滤波器具有较好的抑制参数变化的能力,在考虑电网内阻抗时,拥有更好的高频纹波抑制性能。同时,可以更容易地进行基于电容电流反馈有源阻尼的控制器设计。LCCL滤波器作为电压源型逆变器(VSI)与电网的接口,可应用于PWM整流器、有源电力滤波器(APF)和通用电能质量控制器(UPQC)等多种场合。通过以半桥APF为例,讨论了LCCL滤波器的参数选择方法和控制器设计。最后,通过仿真和实验验证了LCCL滤波器的可行性。     

APF多机并联系统谐波谐振交互特性及抑制策略

为提高有源电力滤波器(APF)多机并联系统的运行可靠性,首先对APF多机并联系统构成的高阶电网络进行等效数值建模,推导得到APF间及其与电网间谐波交互的解析表达式,并将谐波交互特性分解为3类交互耦合系数。接着基于APF参数非一致性前提,分析系统谐振特性在不同并联数量下的演化趋势,提出一种基于准谐振控制的新型有源阻尼策略,在不额外增加传感器的前提下实现等效虚拟阻尼。最后,搭建APF双机并联系统实验平台,验证了所提方法的可行性和有效性。     

并联有源电力滤波器中LCL滤波器的分析与设计

并联有源电力滤波器(active power filter,APF)要求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滤波器是三阶系统,设计较为复杂且存在谐振点振荡问题。现有的论文主要是通过MATLAB仿真图形分析LCL滤波器的性能,不能给出定量的公式化描述。笔者推导了带阻尼电阻的LCL滤波器的S域传递函数,并将其分解为几个典型系统的组合,利用数学推导详细分析了LCL滤波器中各个参数变化对系统性能的影响,为LCL的参数调整提供了理论依据。仿真和实验结果证明了所提出理论的正确性。     

LCL型有源滤波器采样延时补偿策略及阻抗分析

有源电力滤波器（APF）是消除电网谐波质量问题的主要途径之一,而LCL是目前APF连接电网的常用滤波器。为抑制LCL滤波器所引发的谐振问题,基于电容电流反馈的有源阻尼是常用的手段。有源阻尼可有效抑制LCL滤波器引起的谐振,在模拟控制下可等效为并联在滤波电容上的电阻。但因电容电流采样滞后,将使该虚拟电阻阻值为负,呈现负阻尼特性,反而影响系统稳定性。为此,从预测占空比的角度对该问题进行了研究,分别提出了三种针对电容电流采样滞后补偿方法。针对每一种方法计算系统传递函数,并就其对应的虚拟阻抗进行分析。从结果可以看出第二种补偿方法效果最好。最后,以三相LCL型有源电力滤波器为例,通过仿真和实验验证此控制器的可行性。     

基于有源阻尼的并联有源滤波器输出LCL滤波器设计

提出一种基于并联型有源电力滤波器的输出LCL滤波器的设计方法.该方法在满足电流跟踪快速性、电流纹波最大允许值等基本条件下,选取了总电感值;并由基波无功损耗约束了电容量上限.在此基础上,考虑到开关次谐波电流衰减率以及谐振频率的制约,综合选取了构成总电感的L1和L2的值及电容量.为避免LCL滤波器发生谐振,采用了电容电流反馈的有源阻尼法,通过设计反馈系数,有效抑制了低次谐波的振荡.最后基于采用重复学习控制策略的并联型有源电力滤波器,通过PSCAD进行仿真验证.仿真结果表明了LCL滤波器的优越性以及所提设计方法的有效性.     

基于LLCL滤波器的SAPF电流控制方法研究

为了抑制并联有源电力滤波器(SAPF)并网产生的高频开关纹波,提出一种基于LLCL并网滤波器的SAPF。LLCL是一种在传统LCL滤波器的电容支路串联一个小电感的滤波器,该LLCL滤波器能在系统开关频率处产生串联谐振,达到吸收开关频率处高次谐波的效果,进一步减小网侧电感值。由于LLCL是一种高阶滤波器,采用并联RC无源阻尼方法抑制谐振峰,该方法简单、易于实现。同时为提高SAPF补偿的灵活性,提出基于比例谐振(PR)控制器的选择性补偿电流控制策略并分析了系统开环稳定性。实验结果验证了该方法的正确性。     

复杂阻抗分布时多APF并联谐振分析和抑制

此处主要对弱电网下考虑电网阻抗和设备间线路阻抗时并联有源电力滤波器(APF)系统进行研究。当仅考虑电网阻抗时,并联APF系统中每个APF系统均采用电容串联电阻的无源阻尼,系统稳定运行。但由于设备间存在线路阻抗,并联系统中APF通过公共节点电压相互耦合,易产生谐振。由此建立APF多机并联模型,结合公共耦合点矩阵方程,对系统谐振问题进行分析。通过分析,当考虑电网阻抗和设备间线路阻抗时,仅采用无源阻尼的APF系统不再稳定,即使引入基于电容电流的有源阻尼,也不能消除APF的谐振,且设备的公共耦合点周围阻抗越复杂,谐振现象越严重。为此,在此引入基于公共耦合点电压前馈的有源阻尼,针对该矩阵提出的有源阻尼模型,得到不同电网阻抗时系统的幅频特性曲线,可知该方法能够有效抑制并联产生的谐振。最后通过搭建仿真和实验平台,验证上述理论分析的正确性和抑制策略有效性。     

基于遗传算法的有源滤波器LCL输出滤波器优化设计

有源电力滤波器(APF)采用脉宽调制技术会产生高频开关谐波电流注入电网,必须采用输出滤波器加以滤除.鉴于LCL滤波器在电网阻抗摄动时的优良滤波性能,将其应用于APF中,基于此建立了LCL型输出滤波器在APF中的数学模型.针对阻尼电阻引起损耗的问题,采用在APF控制策略中引入电容电流反馈的LCL滤波器有源阻尼方法,等效地...     

并联有源滤波器输出LCL滤波器研究

基于电流最大允许脉动、逆变器开关频率和阻尼特性要求,提出了应用在三相并联有源电力滤波器中的LCL滤波器的一种新颖的设计方法。LCL滤波器是一种滤除逆变器开关谐波的有效手段,具有比LC滤波器更优异的性能,能够克服由于电网阻抗的不确定性而影响滤波效果的缺点。在详细介绍设计过程的基础上,给出了一个设计实例。为了避免LCL滤波器发生电流谐振,通常需要加入阻尼电阻,则导致损耗增加,降低系统效率。提出一种新的控制策略,引入电容电流反馈的方法,有效地替代了LCL滤波器中电阻的阻尼作用。通过调节反馈系数,不需要改变系统谐振频率,同时增强了阻尼作用,有效地抑制了低次谐波的振荡。仿真和实验结果证明了设计的LCL滤波器和采用的控制策略的优异性能。     

有源电力滤波器的并联运行及其控制策略

为了解决有源电力滤波器（APF）补偿大容量谐波电流的问题,对多台APF的并联运行进行了研究,并提出了一种基于均流和限流方案的并联控制策略。该方法既保证了有源电力滤波器补偿谐波电流的动态性能,又具有较高的可靠性。提出的并联系统可以很好地实现容量扩展,并且能够实现热插拔。Matlab仿真结果验证了该方法的可行性。     

LCL-APF恒频直接功率控制的研究

针对LCL输出滤波器三阶系统稳定控制比较复杂,提出了一种新型有源电力滤波器(APF)的控制方法,采用基于PI控制和支持向量机(SVM)技术的恒频直接功率控制(SF-DPC)方法。相对于常规的直接功率控制,该方法可保持开关频率固定,有利于LCL滤波器的设计。同时,为增强控制系统的稳定性,加入了一个有源功率阻尼环节。仿真结果证明,采用该控制策略的APF具有良好的谐波抑制能力和动态性能。     

分布式有源电力滤波系统的研究

提出了一种分布式有源电力滤波(APF)系统,采用多个APF合理配置、共同治理电网谐波,并提出了等效导纳角差理论和加权平均法来确定单个和多个APF的安装点,达到最佳治理谐波的效果。仿真结果表明,单个APF最佳安装位置是馈线的末端,多个APF治理线路明显优于单个APF治理谐波,从而验证了分布式有源电力滤波系统的可行性和本理论的正确性。     

新型拓扑滤波器的双馈风电网侧变流器阻尼策略

对基于LCL滤波的双馈风力发电机组网侧变流器谐振阻尼策略进行研究。首先对电容串联和并联电阻的无源阻尼方式在滤除高次谐波和阻尼电阻功率损耗方面进行比较研究。其次,为降低无源阻尼方式中电阻的功率损耗,提出一种新型的有源阻尼策略。在对网侧变流器采取电网电流反馈闭环控制的基础上,利用电容电流和比例环节对电网电流闭环极点进行配置,以增大控制系统的阻尼,抑制谐振发生;同时对比例环节参数对电流闭环的影响进行分析,并给出参数的选择原则。最后,通过搭建基于LCL滤波器的双馈风力发电系统网侧变流器仿真模型和实验系统,对理论进行验证。仿真和实验结果都证明了理论的正确性。     

容量限制控制策略应用于有源滤波器的研究

为了解决非线性负载容量日益增加的问题,提出了一种能根据自身容量补偿谐波电流的有源滤波器。当检测谐波电流超出滤波器自身容量时,该滤波器可根据自身容量用优化方式输出补偿电流。这种设计使整个有源电力滤波器系统即使在过载情况下也工作得很好,解决了有源滤波器容量灵活扩充的问题。理论分析和仿真结果均证明了其有效性。     

背景谐波电压对混合型有源滤波器的影响及对策

结合已有的工程经验,分别从整个混合滤波系统和有源部分的电压型逆变装置2个层面开展谐波电压对并联混合型有源滤波器影响的分析,得出谐波电压可能导致系统谐振以及直流侧电压抬升的结论。在此基础上,提出在开始设计混合滤波系统参数时就考虑相关参数的配合以避免与系统发生谐振并尽可能降低有源部分谐波分压,同时对直流侧电压采取合适的控制策略或设置有效的泄放回路以防止其飙升等方法来有效消除谐波电压对装置性能的影响,最后通过仿真实验进行了验证。