并联型有源电力滤波器输出LCL滤波器的有源阻尼控制

LCL滤波器可有效滤除并联型有源电力滤波器APF输出的高次谐波含量,但也引入了谐振,对系统稳定性造成很大影响.传统的解决办法即增加无源阻尼电阻来抑制谐振峰,但难免增加损耗.采用了1种新型的引入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,证明了本设计方法的有效性以及采用有源阻尼的LCL滤波器的优越性.     

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。     

LCL滤波的并联有源滤波器的虚拟阻尼控制

为实现LCL滤波器的稳定控制而不额外增加系统损耗,提出了基于虚拟阻尼思想的有源滤波器输出并网电流控制策略,通过并网侧电感电流外环控制器的引入充分提高了系统的鲁棒性,即使电网存在畸变系统也能有效工作,而且可以有效控制补偿电流的精度,通过电容电流或电容电压内环来实现系统的稳定。该控制方法具有较好的谐波补偿精度和开关纹波衰减率,系统具有良好的稳态和动态性能。仿真结果证明了所提出的控制策略的正确性。     

并联有源滤波器LCL滤波器特性分析及设计方法

基于频域分析的方法,本文研究了并联有源滤波器中LCL滤波系统的特性,着重讨论了不同负载条件对滤波系统的影响。其中感性负载与空载情况类似,容性负载会引入新的谐振峰,阻性负载会增加系统的阻尼比,而在谐波源负载时对滤波系统的模型进行了改进,滤波器输出电流的幅值和相位都将发生改变。基于以上分析,本文提出一种系统的LCL滤波器设计方法,包含总连接电抗值、阻尼比、开关噪声衰减度、谐振频率四组约束条件。根据滤波器的设计目标,合理确定系统的阻尼比,再通过反推校正的方法优化滤波器的性能。仿真和实验证明了本文所提出的LCL滤波系统分析及设计方法的正确性及适用性。     

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...     

有源电力滤波器的LCL滤波器分析与设计

有源电力滤波器输出LCL滤波器兼顾了低频段增益和高频衰减,但是参数难确定。采用基于谐波分析,获得最大谐波变化率。并利用电流的纹波限制,综合得到单电感L的取值范围。分析LCL滤波器,证明在相同滤波效果下,LCL滤波器的总电感约为单电感L滤波器的1/3。匹配谐振频率设计LCL滤波器的电容和阻尼电阻,仿真证明了该设计的参数是可行的。     

基于LCL的三相并联有源电力滤波器研究

为提高有源电力滤波器(APF)的谐波补偿性能,将LCL输出滤波器用作APF输出滤波器。建立了三相有源电力滤波器的空间电压矢量模型。利用有源电力滤波器的空间电压矢量模型给出了满足APF快速跟踪性能的输出滤波感取值范围。详细讨论了LCL滤波器各参数对输出滤波器性能的影响,提出了LCL输出滤波器的设计方法,并且给出了一个设计实例。最后仿真和实验验证了本文所提方法的有效性。     

一种LCL滤波器有源阻尼策略与设计方法

针对LCL滤波器的谐振峰特性会导致系统不稳定、中大功率变流器中无源阻尼方法的阻尼损耗会引起严重发热问题,根据LCL滤波器的传递函数和电容支路电流对系统阻尼的影响,提出一种电容支路电流反馈有源阻尼策略和反馈参数设计方法。研究了电容支路电流反馈有源阻尼策略对系统谐振峰增益和开关频率处增益的影响,将该有源阻尼策略和无源阻尼法进行了对比研究,得出电容支路电流反馈有源阻尼控制策略反馈参数的设计方法。对带有LCL滤波器的并网逆变器进行了仿真研究,仿真结果表明这种有源阻尼策略能有效抑制LCL滤波器的谐振峰,降低输出电流在谐振频率处谐波,增加系统的稳定性。     

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。     

基于LCL滤波器的高稳态性能并联有源电力滤波器

并联有源电力滤波器(APF)适用于补偿电流源型谐波,通常由于谐波电流较大的变化率以及电流环的稳态误差,进行高精度补偿具有一定难度。本文采用LCL滤波器兼顾补偿电流带宽和开关纹波的滤除效果,从补偿电流变化率和滤波电容高频分流的角度详细讨论了滤波器的设计方法。同时,将重复控制直接应用于LCL滤波器的补偿电流控制,带有惯性的微分补偿器保证了控制环的稳定性和稳态精度。采用上述措施后,补偿后的电网电流在高、低频段都有较低的谐波含量。实验结果证明了本文方案的有效性。     

基于LCL滤波有源阻尼控制的Z源逆变器并网研究

与传统的逆变器相比,Z源逆变器由于其具有可以实现升降压功能、无需插入死区时间等优点而得到了广泛的应用。针对逆变器输出电压、电流高次谐波含量大的缺点,提出采用LCL型滤波器进行滤波,其滤波性能优异,但带来的谐振峰易引起系统的不稳定。所以采用电容电流内环、电网电流外环的双电流环有源阻尼方案对谐振峰进行抑制。为避免多次调试参数,提出一种控制参数设计方法,即对传递函数进行极点配置,从而得出最佳控制参数。在保证系统稳定性的前提下使系统具有一定的鲁棒性。最后,通过仿真和实验结果验证了所提方案的有效性和可行性。     

LCL型进网滤波器的有源阻尼技术分析与比较

为厘清现有LCL滤波器的有源阻尼方法之间的关系和寻找新的有源阻尼结构,研究了抑制LCL谐振的有源阻尼方法的综合方法,构造基于反馈的有源阻尼统一分析模型,对采用单状态变量单补偿器反馈的有源阻尼方法进行了系统分析。通过传递函数和根轨迹图甄别出有效有源阻尼方法,详细分析了滤波电容电压反馈、滤波电容电流反馈和提出的网侧滤波电感电压反馈3种有源阻尼方法的特性。建立了3 kW实验样机对3种有源阻尼方法进行了性能对比研究,结果验证了有源阻尼综合方法的有效性。     

A sensorless Kalman filter-based active damping technique for grid-tied VSI with LCL filter

Employing the LCL passive filter in inverter-based distributed generation to ensure high quality power delivery comes at the expense of poor performance due to the resonance phenomenon. Literature elucidated several active approaches to mitigate this phenomenon. This paper proposes a sensorless active damping technique that is able to restrain the resonant current component through the estimation of the filter capacitor current using the Kalman filter. The Kalman filter is able to improve the quality of the estimated variables in noisy environments accompanied with measurements and model uncertainties. The effect of LCL filter parameter mismatch on the performance of the Kalman filter is assessed. Stability and convergence analyses are also conducted. An effective tuning method for the grid current controller employing a proportional-resonant controller is adopted. Experimental evaluations were conducted to validate the proposed control strategy.     

LCL滤波的光伏并网逆变器有源阻尼与无源阻尼混合控制

通过建立LCL滤波的光伏并网电流控制内环模型,就电网电感对谐振频率、无源阻尼效果和电容电流反馈的有源阻尼效果三者的影响进行了分析.结果表明,电网电感能降低谐振频率,增强有源阻尼效果,削弱无源阻尼效果.结合有源阻尼受延迟等控制非理想因素影响较大、而无源阻尼不受此影响的特点提出了一种采用有源阻尼与无源阻尼相结合的混合阻尼策略,它对于电网电感和控制延迟都具有良好的适应性.混合阻尼设计中以阻尼系数为对象,以阻尼系统对电网电感的适应能力为设计目标,计算和校验电流反馈系数和阻尼电阻取值,给出了具体设计方法.设计实例的仿真和实验结果证明,该方法设计的阻尼可以稳定运行,并对弱电网具有良好的适应性.     

并联有源电力滤波器交流侧输出滤波器设计

针对输出滤波器存在的放大网侧电流畸变率、阻尼电阻发热严重的问题,提出一种工程化有源电力滤波器交流侧输出滤波器参数设计方法.采用二阶高通滤波器作为有源电力滤波器输出滤波器拓扑,在综合考虑输出滤波器的开关纹波滤波效果与电流畸变率、电容无功容量、电阻功耗之间关系的基础上,结合理论分析、仿真、实验研究,设计总结了并联有源电力滤波器输出滤波器的参数选择方法.采用该方法为50kVA并联有源电力滤波器设计了一套输出滤波器.实验结果表明:加装输出滤波器后,电流纹波抑制到滤波前的1/4以下,网侧电流畸变率增大约1个点,滤波电阻上90%以上的工频电流被旁路,电阻发热得到有效控制,实验结果验证了该输出滤波器设计方法的有效性.     

三相电压型PWM变流器交流侧LCL滤波器的有源阻尼策略研究

三相电压型PWM变流器是分布式可再生能源发电单元接入传统配电网的主要接口设备。在PWM变流器主电路设计中,采用LCL滤波器替代传统的L型滤波器已经被广泛地接受。针对含LCL滤波器的三相电压型PWM变流器,在系统输入输出模型与传递函数的基础上,提出了一种新型LCL滤波器优化设计方法。与传统L型滤波器相比,该方法具有电感总量小、动态性能好、系统成本低的优点。为了抑制LCL滤波器的固有谐振,在基于同步旋转坐标系的三相电压型PWM变流器控制中,通过在电流环中增加陷波滤波器的方法实现了LCL滤波器的有源阻尼。最后通过仿真和实验对所提出方法的正确性和有效性进行了证明。     

模块化并联有源电力滤波器

针对大容量非线性负载的谐波抑制问题,依据模块化技术、N 1冗余技术以及非线性环节稳定性理论,提出了一种模块化并联有源电力滤波器,研究了模块化结构、N 1冗余控制、负载电流检测方案以及并联均流策略,对多模块并联系统进行了建模和稳定性研究,设计并实现了基于两台有源电力滤波器模块的并联补偿系统.实验证明,模块化并联补偿方案是可行性的,每台有源电力滤波器模块的输出电流相等,并联补偿系统可以将典型(电流源型)谐波源的网侧电流畸变率降低到补偿前的1/5以下.     

LCL并网变流器反馈阻尼控制方法的研究

LCL滤波器在提高并网变流器电流质量的同时,却不可避免地引入了谐振和稳定性的问题。在讨论和研究了不同侧电感电流反馈控制方法的基础上,针对并网侧电感电流反馈,提出了通过协调优化数字控制系统中的采样频率与谐振频率的比值关系,从而实现并网变流器的无阻尼控制的方法。针对并网变流器侧电感电流反馈控制方式,提出了利用改进的高通滤波器来提取谐振分量进行滤波阻尼的控制方法。这两种LCL滤波器阻尼控制方法,均不需要在主回路中增加额外的传感器,设计过程简单、可靠性高,便于工程实际应用。最后,通过实验结果验证了理论分析的正确性以及控制方法的可行性。     

用于APF并网LCL滤波器分析和设计

针对APF行业中频繁用到的并网LCL滤波器,建立其数学模型,详细分析LCL滤波器网络各项参数的特性,提出设计的限制条件,推导出系统中滤波电感和滤波电容之间的关系式,进而推算出电感和电容值,同时分析了滤波电容增加阻尼电阻对系统性能的影响。仿真结果表明,本文设计理论正确,所设计的LCL滤波器可以满足APF行业中优质并网的要求。