三相电压型脉宽调制整流器的LCL滤波器设计

三相电压型PWM整流器上功率管的高频率开关,会产生高次谐波,从而给电网注入了谐波污染,影响电网上其他设备的运行,所以需要滤波器尽量滤除整流器带来的电网谐波污染。介绍了输入LCL过滤器的设计原理,提出了LCL过滤器各参数的要求,并对LCL过滤器的设计过程进行了介绍。     

基于LCL型电压源换流器的柔性直流配电网故障机理分析

由于LCL滤波器相比于L滤波器有更好的高频滤波功能以及更低的价格成本,逐渐受到广泛应用.但是当前基于LCL型电压源换流器(VSC)的±10 kV柔性直流配电网故障机理还尚未进行过深入讨论.针对"手拉手"式的±10 kV柔性直流配电网,先给出了LCL型VSC应用在柔性直流配电网中的控制模型,之后详细分析了在直流故障下柔性...     

基于LCL滤波器的电压源型PWM整流器控制策略综述

三相电压源型PWM整流器交流侧每相通过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达到较好的滤波效果.但是电容支路的引入,将使传统的控制策略很难达到优良的控制效果.本文以三相电压源型PWM整流器为例给出了LCL滤波器的数学模型,并对基于LCL滤波器三相电压源型PWM整流器的直接功率控制、三闭环控制和无差拍控制的控制策略进行分析和比较.最后,展望了基于LCL滤波器的PWM整流器控制策略的研究热点和研究方向.     

三相电压型整流器的LCL型滤波器分析与设计

提出了一种LCL型滤波器的新型设计方法,利用电流的纹波限制,求出了滤波器的总电感值.滤波电容使电感分为两个不对称的电感,利用电容吸收的无功功率得到了滤波电容器的值.以谐振频率这个重要参数作为中间变量,得出了关于两个不对称电感比例的二次方程,通过对方程的求解,可很容易得到滤波器的电感参数.对样例滤波器的设计过程进行了详细介绍,系统的仿真结果也证明了文中提出的设计方法是可行的.     

电压源换流器型直流输电换流器损耗分析

电压源换流器型直流输电(voltage source converter based HVDC,VSC-HVDC)应用于大容量功率传输的主要障碍之一是其相对较高的换流器损耗。因而,换流器损耗的准确计算对系统设计、器件参数及冷却装置的选择非常重要。通过分析换流器IGBT器件的开关特性,同时考虑结温、死区效应的影响,提出一种基于曲线拟合理论的通用换流器损耗计算方法。该方法能够有效利用厂家提供的器件特性参数,适合于实际工程应用。在此基础上,分析了正弦脉宽和最小开关PWM两种调制方式下的换流器损耗特性,建立了基于PSCAD/EMTDC的通用的损耗计算模块。     

三相电压型PWM整流器LCL滤波器优化设计

LCL滤波器传统的参数设计方法很复杂,需要通过反复的试探性计算,并且参数达不到最佳的滤波效果。提出了应用遗传算法来设计LCL滤波器的参数。仿真结果表明,网侧电流的THD值明显减小,遗传算法是一种更为有效、更为简单的设计方法。     

高压大容量电压源换流器LCL滤波特性及控制稳定性分析

电压源换流器(VSC)一般采用常规的LCL低通滤波器滤除换流阀产生的高频谐波分量,但会造成一次系统的谐振以及谐振频率处控制器的响应特性的变化。高压大容量换流器的开关频率低,其滤波器参数设计更为复杂。针对滤除谐波及抑制谐振,分析了基于LCL滤波器的VSC系统的一次系统阻频特性以及系统电压传递函数,得出滤波器参数设计方法。基于阀侧电流反馈的dq电流直接控制,建立了包含LCL滤波器在内的电流内环控制系统模型,分析其开环及闭环的控制响应特性,研究得到在抑制系统不稳定及抑制谐振处谐波增益时反馈采样环节的截止频率选取原则。基于LCL的三相VSC建立了高压大容量换流器的仿真模型及等比例缩小的试验系统,仿真及试验结果验证了针对高压大容量换流器的LCL滤波器参数设计方法的合理性及谐振抑制方法的可行性。     

基于LCL滤波器的三相电压型PWM整流器

三相电压型PWM整流器采用LCL滤波时对高频谐波抑制效果显著,在满足相同谐波标准下较单电感滤波具有较强优势.首先分析了采用LCL滤波器时的PWM整流器数学模型,结合模型设计了电压外环和电流内环的双闭环控制结构,然后根据谐波要求对滤波器各参数进行分析设计.在此基础上搭建了一台5kW的样机进行实验验证.实验结果表明,整流器可使网侧电流正弦化,系统实现高功率因数运行.     

三相电压型PWM整流器网侧LCL滤波器

提出一套三相电压型PWM整流器网侧LCL滤波器的设计方法.与传统的L滤波器相比,该设计可以降低电感量,提高系统动态性能,降低成本.在中大功率应用场合,其优势更为明显.在详细阐述各元件的取值原则与计算步骤的基础上,给出了设计实例,并对所设计的LCL滤波器进行了仿真和实验验证.实验结果表明,经过LCL滤波,系统在保证网侧高功率因数的同时电流谐波成分大为削弱,从而验证了该设计方案的优越性.     

三相电压型高频PWM整流器的LCL滤波器研究与设计

高频PWM整流器因其能够提供正弦的输入电流、功率因数可控,以及能量可以双向流动,因此得到了广泛关注。但是整流器工作于高频方式会产生高次的谐波。用LCL滤波器来滤除高频的谐波。相对于传统的L型或LC型滤波器,采用LCL型滤波器具有输入电流谐波小、滤波器体积小的优点。对LCL滤波器进行了分析,针对整流器设计了一个LCL滤波器,并通过仿真验证了结论。     

电压源型换流器稳态等值电路模型

为了计算分析含电压源型换流器(VSC)的电网,基于VSC序分量动态相量谐波分析模型和Thevenin定理,采用电流控制电压源对VSC进行等效,得出了VSC的稳态等值电路。首先,在序分量动态相量谐波分析模型下解析分析VSC稳态运行特性和交直流侧相互作用关系,列写交直流电压电流的代数方程;其次,在代数方程化简的基础上,建立了VSC交流侧基波正序稳态等值电路模型和基波负序与3次谐波正序的联立等值电路模型;最后,利用Thevenin定理,分别建立了不对称下基波负序稳态等值电路模型与3次谐波正序稳态等值电路模型。与仿真计算比较表明,通过电流控制电压源形式构建的Thevenin等效电路能够在稳态条件下等效基波正序分量、基波负序分量和3次谐波正序分量在VSC交直流侧的相互作用,可有效简化VSC的非线性特性与复杂的运行特性,为含VSC电网的稳态潮流计算和谐波潮流计算奠定基础。     

电压源换流器型直流输电技术综述

电压源换流器型直流输电采用可关断电力电子器件和PWM技术,是新一代直流输电技术,它能弥补传统直流输电的部分缺陷,其发展十分迅速。为了进一步推动电压源换流器型直流输电在电力系统中的研究和应用,结合ABB公司几个典型应用工程,在详细介绍电压源换流器型直流输电的系统结构、基本工作原理和与传统直流输电相比的技术优势的基础上,对电压源换流器的拓扑结构、控制与保护策略、开关调制方式等技术问题的国内外研究现状进行了评述。分析表明:在工程应用中,通常从优化系统运行、可靠性、安全性和经济性等角度出发,选择结构简单的电压源换流器主回路结构,并采用能降低开关损耗的开关调制方式。最后就我国开发电压源换流器型直流输电技术提出了需要重点研究的几个关键领域。     

单周控制双Buck型电压源换流器

为了改善轻型直流输电网络的波形质量,目前电压源换流器使用较多的高频开关器件,导致损耗加大,成本增高,限制了其实际应用.该文提出了一种双Buck型电压源换流器（BVSC）,该BVSC由一组双Buck变换器和一个工频逆变桥组成,仅用两个高频开关,即可取得较好的输出波形,大大降低了系统成本.同时文中提出了基于单周控制的控制策略实现换流器输出电流与电网电压同相,应用简单的控制电路可以实现单位功率因数.实验结果证明了单周控制双Buck换流器的正确性和实用价值.     

LCL型并网滤波器参数设计方法

LCL型滤波器对高次谐波电流抑制能力强、体积小、成本低,适合中大功率并网逆变器应用,但滤波器参数多、关系紧密,使得参数选取十分复杂和困难。提出一种兼顾物理意义和部分储能最小优化的LCL滤波器参数设计方法,并将有源阻尼技术对滤波器参数的配置要求作为在满足滤波要求前提下选择滤波器参数的依据。本文详细分析了并网逆变器的谐波特性、设计准则和计算流程,并通过一个具体设计实例,给出在不同有源阻尼策略下LCL滤波器参数配置的建议。     

三相变流器无源阻尼型LCL滤波器的分析与设计

在三相电压型变流器(VSC)中,LCL型滤波器以其优越的高频衰减特性,得到了广泛应用,尤其是在大功率场合,但其阻抗特性含有谐振峰,同时额外增加的RC支路消耗有功和无功功率,使得参数设计变得复杂。分析得知,无源阻尼型LCL滤波器的外特性仅取决于其总电感量L、阻尼系数ζ和自然频率ωn。在保证外特性相同的前提下,滤波器的参数将有不同的组合,因此需要进行优化设计。首先对滤波器进行深入的理论分析,在此基础上根据需求确定出滤波器的外特性。然后以RC支路的最小有功和无功损耗为目标对滤波器参数进行优化设计,得到无源阻尼型LCL滤波器的参数设计结果。最后,对不同参数的LCL滤波器进行实验,实验结果验证此分析与设计的合理性和有效性。     

MMC型电压源换流器阀运行试验研究

随着柔性高压直流输电技术的发展,电压源换流器性能优势得到了越来越广泛的认可,基于模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)的电压源换流技术在我国已得到了广泛的应用:南澳多端柔性直流输电工程、舟山多端柔性直流输电工程、鲁西异步联网柔性直流输电工程已经建成投运,±420 kV渝鄂直流背靠背联网工程、±500 kV张北可再生能源柔性直流电网示范工程已开工建设,±800 kV乌东德送电广东广西多端直流输电工程已进入工程实施阶段。MMC阀作为柔性直流输电工程系统的主要装置之一,为了保证柔性直流输电系统的安全可靠运行,换流器阀必须进行严格型式试验。运行试验作为型式试验的重要试验项目之一,考核换流器阀在最严酷重复应力下开通、关断以及导通时,能否耐受电流、电压和温度应力。依据MMC型电压源换流器阀实际工程运行工况,研究了运行试验方法,搭建了试验回路,并实施了柔性直流输电工程用换流器阀运行试验。结果表明,文中提出的试验方法和试验回路能够实施电压源换流器阀运行试验,试验结果符合IEC 62501:2017、GB/T 33348—2016、DL/T 1513—2016等相关标准要求。     

电压源型换流器直流输电的技术发展前景

介绍了基于电压源型换流器直流输电的基本原理,分析了电压源型换流器的技术特点,列举了国外的工程应用情况,展望了国内的发展前景。     

LCL型并网滤波器的研究与设计

研究了有别于传统L或是LC型的LCL型并网滤波器的原理及其设计和方法,并在此基础上,研究了阻尼性LCL滤波器的设计方法,并通过仿真实验,证明了阻尼性LCL滤波器的效用。     

并联型APF的LCL输出滤波器设计

针对电网中典型的谐波源和LCL滤波器工作特性,提出一种适用于并联型有源电力滤波器(SAPF)的LCL滤波器设计方法。由补偿电流跟踪性能和纹波要求确定总电感量;由低频补偿和高频滤波要求确定谐振频率范围;由网侧电流和变换器侧电流高频纹波衰减及谐振频率要求确定电感分配系数;由基波无功功率限制和谐振频率要求确定滤波电容值;给出了基于极点配置的反馈电容电流有源阻尼法。与L滤波器的对比仿真和实验结果证明了所提方法的正确性和优越性。     

电压源换流器的高压取能电源设计

介绍了电压源换流器(VSC)的高压输入取能电源的需求,提出了满足3 300 V电压等级的双管反激式高压输入取能电源的设计方法,通过实验和工程应用证明了设计的高压输入取能电源具有输入电压范围宽、启动冲击电流和损耗小、性能可靠等优点,完全满足VSC的子功率模块供电要求。