全功率风电变流器网侧LLCL滤波器设计方法

为了保持电网的电能品质,对于并网型风电变流器,要求对电网侧逆变器设计滤波器以保证入网电流总谐波畸变率(THD)和单次谐波含量均满足相关并网标准。对比L、LCL和LLCL滤波器传递函数幅频特性,定性分析了三种滤波器在各频段、特别是开关频率附近的谐波抑制能力,得出LLCL滤波器的优点,并针对MW级全功率风电变流器引入了LLCL滤波器的设计。根据并网型风电机组拓扑结构特点,给出了LLCL滤波器参数设计方法,并分析了新型滤波器拓扑结构下的电网侧阻抗特性及控制系统稳定性。实例仿真验证表明,相比于LCL滤波器,LLCL滤波器可以在采用更小的变流器输出滤波电感的情况下,保持其他频率点性能基本不变且开关频率附近的谐波得到更好的抑制。     

一种改进的LCL并网逆变器控制方法的研究

LCL型滤波器相对于L型滤波器对交流侧电流中的高频谐波有更强的抑制能力,因此也越来越多地被用于逆变器中。研究了在独立工作模式和并网逆变模式间的切换过程中如何做到无扰动切换。在独立和并网逆变两种模式下分别对空载电压和并网电流直接控制。在对比传统电压电流控制情况下,对电压电流控制进行改进。通过MATLAB/Simulink仿真平台,建立了LCL型滤波的逆变器并网模型,仿真分析证明了可行性。     

共地型五电平单相非隔离光伏并网逆变器

针对现有非隔离单相光伏并网逆变器拓扑漏电流大、并网电流谐波大等问题,提出一种新型共地型五电平单相非隔离光伏并网逆变器。该逆变器拓扑需要7个功率开关、2个电容、和1个滤波器。新型逆变器的主要优点是:1)电网中性点和光伏电池负端直接相连,完全消除漏电流;2)共有5个电压平台阶数输出,使波形更趋近于正弦波,降低并网电流谐波。新型拓扑采用模型预测控制,使控制更灵活,快速跟踪给定。该文详细介绍了新型拓扑的工作原理、模态和控制策略,并与传统的几种拓扑进行对比。所提出的拓扑漏电流抑制能力以及降低并网电流谐波的能力都高于传统拓扑。最后通过1kVA系统的仿真,并设计样机给出相关实验结果。证明所提出拓扑在光伏并网系统中能有效进行工作,并为新型拓扑在实际中应用提供可靠依据。     

高阶无源滤波器对比分析

利用回路电流法推导了现有的LCL、LLCL、LCCL、LLCCL、L(LCL)_2型滤波器逆变器侧电压到电网侧电流的传递函数。对于这5种高阶无源滤波器,在幅频域下,从谐波抑制效果和谐振特性两方面分别进行深入研究。利用R_d和R_d-C_d阻尼法对高阶滤波器可能存在的谐振点进行谐振抑制,针对含有双并联谐振支路的高阶无源滤波器进行不同支路阻尼效果对比分析,并确定最佳阻尼支路。通过仿真对理论分析的正确性进行验证,表明L(LCL)_2型滤波器谐波抑制效果最佳,同时可以缩小器件尺寸并降低器件的成本造价。     

基于谐振阻尼的三相LCL型并网逆变器谐波抑制优化策略

LCL型并网逆变器对高频谐波的衰减效果显著,但是内部滤波器自身容易出现谐振,而且对电网背景谐波电压引起的电网电流谐波抑制能力有限。针对逆变器中LCL型滤波器自身存在的谐振现象,在逆变器侧电流单环控制的基础上,分析其谐振机理,采用基于电感电流一阶微分前馈的谐振阻尼抑制谐振;同时建立谐波电网下的LCL型并网逆变器微分方程模型。在抑制谐振的基础上,主要分析网侧谐波电流环直接抑制方式,实现对电网电流谐振与谐波复合抑制,同时采用滤波电容临界值作为选择网侧谐波电流闭环的条件。分析闭环参数对系统性能的影响,给出控制参数的设计。实验结果验证了所采用控制策略的正确性和有效性。     

分布式电源并网逆变器新型滤波器的设计及实现

为了更好地解决分布式电源并网引起的高频谐波污染问题,本文在详细分析SPWM调制型逆变器开关过程产生的谐波电压的基础上,设计了一种适于滤除此类谐波电压的新型滤波器——双谐振滤波器。与常用的LCL滤波器相比,双谐振滤波器有良好的高频谐波衰减特性,对电感的需求少,大大降低了滤波器的成本和体积。最后给出了双谐振滤波器的实现方法及参数设计原则。PSCAD仿真结果验证了双谐振滤波器的可行性和有效性。     

并网逆变器LCL滤波器的参数优化设计

LCL型滤波器因具有更优的高频谐波衰减性和滤波效果被广泛应用于并网逆变器中,但其参数设计较为复杂。提出了一种新的LCL型滤波器参数优化设计方案,建立以纹波电流最小化、谐波衰减最大化和功率损耗最小化的多个目标优化设计模型。运用熵值权重法转换为单目标优化模型并利用遗传算法对优化模型求解。在MATLAB/Simulink中搭建基于LCL滤波器的并网逆变器仿真模型,验证了该优化方案的适用性。与现有方法相比,文中的优化方法在保证滤波效果的前提下,具有更好的谐波衰减性能,抑制纹波的能力及更小的功率损耗。     

基于粒子群算法的逆变器侧电流反馈的LCL滤波器优化设计

LCL型输出滤波器因其良好的高频谐波衰减特性在并网逆变器中得到广泛应用。但LCL型滤波器的阻抗特性存在谐振峰,容易导致并网逆变器出现控制不稳定。为了有效抑制谐振,引入逆变器侧电流反馈作为有源阻尼,得到反馈控制下LCL滤波并联逆变器的数学模型。由于滤波器参数和控制参数相互耦合,在满足控制性能的同时优化滤波性能变得尤为复杂。本文提出一种基于粒子群算法对滤波器参数和控制参数进行优化的整体设计方法,以主要谐波段输出特性最佳为优化目标,兼顾滤波性能和控制性能。仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。     

基于LCL滤波的逆变器并网电流控制策略研究

LCL滤波器不仅电感量小,而且具有良好的高频衰减特性。但LCL滤波器为三阶系统,虽然能有效抑制并网电流中高次谐波电流,但却带来谐振问题。谐振问题对逆变器的控制策略提出较高要求。采用逆变器的逆变侧电流和并网侧电流双闭环控制方法,对基于PI调节和一种新型准PR(准比例谐振)调节的有源阻尼控制法进行建模及仿真。仿真结果表明,这种新型准PR调节的逆变侧和并网侧电流双闭环控制策略具有谐振抑制能力强、动态响应快等优点。     

一种改善三相不平衡下逆变器并网系统电能质量的新方法

针对典型的逆变器并网系统,研究三相不平衡度对公共并网点(PCC)电能质量的影响。三相不平衡电压经序分量分解后,由瞬时功率可推导其对并网逆变器直流侧二倍频波动量的影响,结合开关函数的傅里叶表达式,分析逆变器交直流侧交互影响机理,同时经过数学推导得出公共并网点的谐波特性。基于此谐波特性,建立由有源滤波器和无源滤波器组成的混合电力滤波器(HPF),达到改善并网电能质量的目的。利用Matlab/Simulink软件搭建三相不平衡并网系统,检测特定次谐波与理论推导值作对比,考虑并网系统具有的谐波特性,建立HPF滤波模块,验证了HPF在提高电网电压三相不平衡时并网系统的电能质量方面具有优越性。     

南方电网交直流滤波器调谐特性分析

为了检测用于抑制电力系统的谐波、防止谐波对其造成危害的交直流滤波器的性能,根据各换流站设计规范书所规定的25℃下失谐度不超过1%,对南方电网所辖绝大多数直流滤波器和部分交流滤波器进行了调谐特性普测。通过测试发现被测交直流滤波器出现失谐的概率很低,说明交直流滤波器仍处于较好的运行状态。     

复合控制的新型并联HAPF的稳态特性研究

针对新型混合电力滤波器提出了一种复合控制方法。基于该控制方法和工作原理,对其稳态工作特性进行了深入研究。通过分析,获得了稳态补偿特性曲线,探讨了其控制放大倍数与补偿性能的关系,分析了其对电路中谐振现象的抑制作用。仿真和实验表明,该滤波装置具有良好的稳态补偿特性,并且可以较好地抑制无源滤波器与电网阻抗之间的谐振。     

基于新型换流变压器的多基频交直流互联系统的谐波特性研究

采用理想化的研究方法,通过理论分析和MATLAB仿真对滤波换相换流器的电流变换关系以及基于新型换流变压器的多基频交直流互联系统的谐波特性进行了系统的研究.理论分析和数字仿真结果均说明了基于新型换流变压器的换相换流器—滤波换相换流器在谐波特性方面的优越性.     

基于补偿特性的并联型有源电力滤波器直流侧电压取值分析

并联型有源电力滤波器直流侧电压值直接影响谐波补偿特性,文中分析了直流侧电压的取值对补偿特性的影响。首先,分别在单相和三相系统中,针对典型的晶闸管整流加阻感负载为系统负载的负载电流,通过对等效电路的分析,得出完全补偿谐波时所需的直流侧电压理论最小值;然后,当直流侧电压小于理论最小值时,考虑在正弦脉宽调制方法下,通过仿真曲线,给出了补偿后电源电流总谐波畸变率(THD)与直流侧电压之间的定量关系,这些曲线为直流侧电压的选择提供了参考。仿真和实验验证了所述直流侧电压值选取方法的正确性。     

民用建筑的谐波治理设计

针对对产生谐波的设备和相应行业的分析,阐述了谐波治理的两类方法,主动型谐波治理和被动型谐波治理.给出了谐波治理的具体设计步骤,并应用在某通讯楼变电所谐波治理案便中.通过数据分析表明,所设计的谐波治理方案保证了设备安全、可靠运行,兼有节能功效.     

谐波治理技术与糖厂发配电系统优化设计

阐述了在 1997年承接的国外某糖厂工程项目设计中 ,采用谐波治理技术 ,4 5 0 0kW容量自备热电站发电机出口电压选为 4 0 0V ,使系统主接线得以简化。     

农村电网谐波污染的现状及治理措施

根据盘锦农村电网谐波治理的实践,分析谐波产生的原因和危害,进行谐波治理方案的比较,讨论适合盘锦地区电网的谐波治理方案.谐波治理主要有电网集中治理模式、特殊变压器就地治理模式、改变整流变压器接线、无源滤波装置就地治理模式及有源滤波装置就地治理模式,其中无源滤波模式较为成熟,值得推广.     

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。     

单周控制的直流侧有源电力滤波器及其补偿特性研究

针对整流桥谐波源负载,笔者通过对其电压型谐波源和电流型谐波源的谐波特性分析,指出DC侧并联型APF补偿电压型谐波源的不足,进而研究其对偶拓扑结构——DC侧串联型APF。对两种DC侧APF进行了单周控制理论实现和补偿特性效果比较。结果表明:DC侧并联型APF适合补偿电流型谐波源,DC侧串联型APF更适合补偿电压型谐波源,从而验证了理论分析与单周控制实现的正确性。     

基于自适应谐波检测的混合式电力滤波器的研究

基于瞬时功率理论的ｉｐ－ｉｑ检测方法具有较好的实时性,在混合式电力滤波器中得到了成功的应用。但这一方面是把三相瞬时电流变换到α－β两相正交的坐标上经过运算,反变换反求得谐波。处理方法上把三相作为一个整体来处理,因而调整比较困难,而且对元件参数敏感。本文基于干扰自适应对消原理,设计一种自适应谐波检测电路,并介绍用该检测电路构成混合式电气滤波器的样机设计。样机实验结果验证了设计方案的可行性和正确性。