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。

LCL型并网逆变器并网电流复合控制研究

LCL型并网逆变器采用直接并网电流单闭环控制策略,系统存在稳定性差和控制精确度差等问题。针对该情况,以并网电流瞬时值作为外环反馈量,以LCL滤波器电容电流瞬时值作为内环反馈量的双环控制策略。内环采用比例调节增大阻尼以消除LCL输出滤波器的振荡属性,增强系统的稳定性,外环复合PI控制和重复控制增强系统的动静态特性。详细分析控制方法的工作机理,并给出控制器的设计方法。最后在一台以DSP2812为核心控制器的1.5 k VA并网逆变器装置上进行实验验证。实验结果表明,该控制策略既可保证系统的稳定性,又能提高并网电流的性能。

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滤波器的谐波抑制型能量回馈器的研究

针对LCL滤波器存在谐振尖锋的问题,在电流单环控制的基础上加入了有源阻尼电流环,讨论分析了逆变器侧电流环和有源阻尼电流环的电流双闭环控制方法。在电网电压具有较高的谐波干扰下,电流双环控制不能完全抑制因扰动引起的电流谐波,故提出了重复控制器与电流双闭环结合的复合控制技术。分别从系统的稳定性、扰动抑制性、收敛性和稳态误差特性几个方面对复合控制技术进行了讨论和分析。基于Matlab/Simulink平台建立了LCL型能量回馈器逆变系统的仿真模型,进行了关键参数的调试,并对输出电流谐波含量和电网电压有谐波干扰时输出电流波形的谐波含量进行了对比。研究结果表明,基于重复控制和电流双环控制的复合控制技术的能量回馈器输出的电流谐波含量更低,对外部干扰的抑制能力更好。

基于虚拟电阻阻尼的三相并网逆变器控制设计

为抑制三相并网逆变器中LCL滤波器带来的谐振尖峰,提出一种结合有源阻尼和无源阻尼方案的虚拟电阻阻尼设计,用来取代常见的串联在电容上的电阻。通过对系统传递函数和波特图的分析比较,给出一种基于检测电容电流的虚拟电阻阻尼设计方案;运用Matlab仿真验证了设计方案的有效性,同时也证实了其相对传统无源阻尼法对电流THD的改善;最后,仿真证实了虚拟阻尼法在发生跳载时能快速响应,并一定程度上抑制超调量。

采煤机四象限可靠运行控制系统的研究及实现

针对采煤机大倾角下行时机身下滑现象,采用无阻尼LCL滤波和直接转矩控制,设计了新型的采煤机四象限控制系统。结果表明,系统能快速制动,且能将能量有效地回馈给电网,提高了采煤机运行的可靠性,降低了采煤机的能量损耗,为煤矿安全生产和经济运行奠定重要基础。

基于LCL有源阻尼的DFIG网侧变流器的新型控制策略研究

在DFIG并网发电过程中,变流器非线性开关会增加入网电流高频谐波含量,一般的L型滤波很难实现理想的滤波效果。近几年有学者提出一种LCL新型滤波器,相比于L型的滤波器,LCL滤波器体积更小、损耗更小、滤除谐波的效果也更好。但是,LCL型滤波器是一个高阶的系统,控制设计麻烦并伴随着谐振的产生。针对上述缺点本文提出了一种基于LCL有源阻尼滤波器的准比例谐振(proportional resonance,PR)控制策略和电容电流反馈控制方法来简化控制系统和抑制系统的谐振,在Matlab/Simulink软件中建立仿真模型,对上述控制策略进行了仿真验证,仿真实验波形证明了上述控制方法的正确性。

基于状态空间的电力有源滤波器控制策略

基于状态空间法对通过LCL与电网连接的电力有源滤波器进行了建模,通过对LCL滤波器特性的分析,应用全状态反馈来抑制LCL滤波器的谐振。在建模基础上把电网影响引入观测器设计,研究了电网建模对状态估计效果的影响,并解决了电网对APF补偿输出造成的无功问题,给出了电网电压前馈的规律。最后的仿真结果证明了该设计的正确性。