MW级风电系统整流侧LCL型滤波器分析与设计

提出了一种LCL型滤波器的设计方法,利用电流的纹波限制,求出滤波器的总电感值.由于滤波电容将电感分为电网侧和变换器侧两部分,首先利用电容吸收的无功功率得到滤波电容器的值;然后以谐振频率作为中间变量,得出关于电感比例的二次方程,通过方程的求解,得出滤波器的电感参数.通过对1.5MW风电系统样例滤波器的设计过程进行的详细介绍、参数计算和系统仿真,结果证明了文中提出的设计方法是可行的.     

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.     

LCL滤波器在三相PWM整流器中的应用

为减小功率器件脉宽调制(PWM)引入的高频谐波分量,将LCL滤波器取代传统的L滤波器应用于三相PWM整流器,并提出一种新颖的LCL参数设计方法以简化参数设计过程。通过设定变流器侧允许最大纹波电流、滤波器吸收的最大无功功率和电网侧允许最大纹波电流分别计算得到变流器侧电感、滤波电容和电网侧电感的参数。考虑实际控制器引入的时延,建立数学模型,在z平面分析系统稳定性,得到阻尼电阻的优化设计值。提供了一个设计实例,给出在相同总电感参数下采用L滤波器与LCL滤波器的三相PWM整流器的对比实验结果以证明LCL滤波器的优越性能。实验结果证明了所提参数设计方法和稳定性分析方法的正确性。     

基于双调谐滤波器和TSC的混合型无功补偿滤波装置

提出一种基于可控电抗器的双调谐滤波器控制技术。该控制技术通过调整可控电抗器交流电感值,将滤波器从失谐状态调整到谐振状态,从而有效滤除系统中的谐波成分。同时结合晶闸管投切电容器快速跟踪补偿系统所需无功功率的特点,设计了一种混合型动态无功补偿滤波装置,该装置克服了传统双调谐滤波器滤波性能易受系统频率偏差、器件参数漂移、系统阻抗变化等因素导致的滤波器失谐及不能动态跟踪补偿负载所需无功功率的缺陷。通过MATLAB/Simulink建立仿真模型,仿真结果验证了装置的可行性和优越性。     

交流斩波型无功补偿器的输入滤波器设计

为了使交流斩波型无功补偿器输出正弦的无功补偿电流,针对交流斩波器谐波次数较高的特点,采用二阶LC滤波器达到滤除高次谐波的目的。提出1种交流斩波电路输入滤波器的改进设计方法,根据系统的无功功率补偿等级,确定电容器参数,从无功补偿能力和补偿电流THD 2个角度,设计电感参数,与通过LC滤波器截止频率确定的补偿范围取交集限定LC参数,使滤波器兼顾无功补偿和滤除高频谐波的能力。仿真和实验结果验证了该优化方法的可行性和有效性。     

EMI滤波器性能影响因素的仿真研究

为了解EMI滤波器性能的影响因素及其具体影响,以滤波器的插入损耗为研究对象,建立了电容和电感的高频等效电路模型,研究了滤波器电容和电感的分布参数、源端和负载端阻抗及滤波器级数对插入损耗的影响,结果表明:电容和电感的分布参数降低了滤波器的整体滤波效果,电容的分布电感主要影响电容支路谐振点之后的高频段部分的滤波性能,电感的分布电容值的改变没有明显改变插入损耗的值;滤波器源端匹配低阻抗时滤波性能较好,滤波器负载端匹配高阻抗时滤波性能较好;滤波器级数每增加一级,插入损耗值增加量约为一个单级时的值,但谐振点没有改变.本文的结论对于EMI滤波器的设计有一定参考价值.     

电压源型换流器LCL滤波器确定性设计

为保证LCL滤波器性能、提高LCL滤波器参数设计效率,基于电压源型换流器(VSC)的序分量动态相量(DPSCs)谐波分析模型,提出了一种LCL滤波器参数的确定性设计方法。该方法对换流器侧电感、滤波电容和网侧电感分别进行计算。换流器侧电感由功率约束和电流动态跟踪约束确定,并选取其下限值作为设计值;滤波电容由无功功率约束确定;通过谐波分析模型定量计算VSC各次谐波分量,并以IEEE 1547标准规定的并网谐波电流畸变率为约束条件,计算出网侧电感值,最后通过稳定性分析和仿真与实验验证滤波器参数设计的有效性。实验结果表明,所设计的LCL滤波器使得开关频率附近的谐波电流减少至0.02 A,高次谐波电流含有率约为0.23%。所提出的LCL滤波器确定性设计方法能有效提高LCL滤波器参数设计效率,减少了参数设计过程中的反复试凑和复杂的优化算法。     

一种无源滤波器的优化设计方法

在分析传统无源滤波器设计的基础上,提出了基于随机权重的遗传算法来求解无源滤波器参数的方案,从谐波抑制、经济指标、无功功率补偿等多目标综合优化无源滤波器参数,通过编程实现了无源滤波器参数的优化。同时,提出用“滤波效益”指标来衡量谐波抑制的性能。并由滤波性能、经济性和无功补偿三方面,分别对优化设计和传统设计所得到的无源滤波器参数进行了实验对比研究。实验结果验证了无源滤波器多目标参数优化设计的合理性。     

变频器输出滤波器的模糊优化设计

该文基于模糊集理论研究了变频器输出滤波器的模糊优化设计问题。文中根据基波压降、电容支路电流和谐波总畸变的工程约束范围建立了滤波器电感值及电容值的模糊限制集，提出了以满意度为综合指标的模糊优化目标函数，它是费用因素、谐波总畸变、电容谐波电流和电感基波压降的加权之和，给出了目标函数的求解方法。仿真与实例设计表明，采用模糊优化设计结果，不仅能够满足各种性能指标要求，更重要的是传动系统的安全裕度得以提高。     

大容量光伏逆变器LCL滤波器参数优化设计

对于大容量联网光伏逆变器系统,其配置的LCL滤波器总电感量大小直接关系到系统的尺寸和成本。为此,提出了一种根据滤波性能要求,使总电感量最小的LCL参数优化设计方法。该方法以电容支路消耗无功大小,注入电网谐波电流与对应频次谐波电压幅度比作为滤波器性能考核参数。通过引入电容支路与网侧电感支路对高频谐波电流的分流比参数,建立了总电感量与主要设计参数之间的函数关系,给出了总电感量最小的参数条件及其求解方法。设计算例及仿真结果验证了所提出设计方法的实用性与有效性。     

用电压表测量单相负载参数的方法

负载的各参数一般用功率表、功率因数表、交流电桥和无功功率表等专用仪表测量,如果没有这些专用仪表时,可以用一种电压表间接的测量负载的功率、功率因数、电阻、电感和无功功率等参数。下面介绍其原理和方法。     

并联电压型中频有源滤波器注入电感的计算与分析

中频有源滤波器由于工作频率高,对注入电感的响应更加敏感,因此需要更准确的负载模型和注入电感的计算方法.通过将中频负载建模为典型整流式非线性负载,并且在考虑换向过程的情况下,对负载特性进行详细分析.在此基础上结合有源电力滤波器(active power filter,APF)模型,给出并联电压型中频有源滤波器注入电感值的准确计算公式.由分析结果可见,中频有源滤波器补偿性能与注入电感及其电阻、负载电流换相过程、非线性负载特性和系统频率等密切相关.最后通过Matlab建模仿真,验证该计算方法的正确性.     

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。     

有源电力滤波器输出电感的最优选取

有源电力滤波器作为消除谐波的新型电力电子装置,能有效提高用户的电能质量。其设计过程中参数的选取,直接关系到装置的补偿性能,尤其是输出电感的选取,是决定系统响应速度和补偿效果的关键。通过αβ变换,建立了有源电力滤波器的数学模型。根据数学推导分析的结果,获得输出电感的选取范围。并以总谐波畸变率最小为目标,在给出范围内通过数字仿真,获得输出电感的最优值。由分析计算得出的输出电感选取范围,能够有效避免有源滤波器在设计过程中输出电感选择的盲目性,并可以根据系统中的具体参数,选取输出电感值,提高补偿谐波性能。     

针对典型谐波源的有源滤波器及仿真研究

该文用HatlabSimulink建立了带典型负载的电力有源滤波器的仿真模型,应用瞬时无功功率理论,以三相全桥晶闸管全控整流桥为负载,模拟实际系统,用于检验其策略和参数在实际条件下的工作情况。仿真模型的结果表明:基于瞬时无功功率理论的有源滤波器,对于电网中最典型的谐波源--三相桥整流器能达到良好的效果。     

面向可靠性的Buck输出侧LC滤波器设计

目前Buck电路输出侧LC滤波器的设计方法为基于电压电流纹波、功率密度与成本的设计,但在可靠性要求较高的应用中,直流变换器寿命为评价直流变换系统性能的关键指标。在当前LC滤波器设计因素的基础上,从可靠性角度提出了一种LC滤波器的优化设计方法。首先研究了电感值与电容值对系统中电解电容发热的影响,再结合电解电容寿命模型,进一步分析了不同滤波器参数下的电解电容寿命,并根据电解电容寿命要求,设计了1 k W Buck直流变换器可靠性较高的LC滤波器参数。最后以Matlab仿真平台与1 k W Buck实验平台作为检验手段,对计算结果进行了验证。     

变频电源网侧LCL滤波器的设计

介绍了变频器输入端专用型LCL滤波器的性能:可以在较小的总电感条件下实现滤波功能,而且动态性能良好。并提出其设计原则主要归结为进线总电阻感的选择和滤波电容的选择,通过设定变流器侧允许最大纹波电流,滤波器吸收的最大无功功率和电网侧允许最大纹波电流分别计算得到变流器侧电感、滤波电容和电网侧电感的参数。     

基于Hilbert滤波器的无功功率计量算法研究

针对目前常用的计算无功功率的方法在谐波含量不断提高的情况下存在较大误差,采用基于Hilbert数字滤波器的无功功率计量算法,将电压的基波及各次谐波成份都移相-90°并保持幅值不变,采用有功功率计量方法来计量无功功率;分别采用最优设计法和半带滤波器法设计了FIR型和IIR型Hilbert数字滤波器,仿真得出相应的幅频和相频特性,并比较得出在含有24次谐波的电网环境下,两种类型的无功功率计量系统具有相似的计量精度,而FIR型滤波器具有更佳的相位均衡性。     

基于瞬时无功功率理论的自整定因子变步长低通滤波器研究

基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法的性能主要受低通滤波器的影响。针对传统数字低通滤波器所具有的截止频率固定等缺点,根据自适应的原理,提出了一种自整定因子变步长的低通滤波器模型。通过引入非均匀量化规则的模糊调节器,对滤波器步长参数进行在线调整,从而达到动态调节截止频率的目的。通过仿真比较与实验验证进一步证明了该模型在稳态精度和动态性能方面都优于传统低通滤波器;同时易于编程实现,将该滤波器模型应用于有源滤波器等FACTS装置中对于非线性负荷产生的系统谐波具有较好的补偿能力。     

基于i_p、i_q算法的谐波电流检测的仿真

介绍了目前应用广泛的基于瞬时无功功率理论的ip、iq算法原理、算法单个矩阵模块Simulink仿真模型的搭建过程和谐波电流检测仿真系统。选择不同的二阶低通滤波器(LPF)的截止频率,得出不同的滤波效果。结合有源电力滤波器(APF)的实时性和准确性,选择最佳截止频率,给出了滤波后的单相电流波形谐波畸变分析,对实现实际电路的滤波有较好的参考作用。