并网逆变器分裂电容型LCL滤波器参数优化设计

现有并网系统中传统LCL滤波器有效解决了电流谐振问题,而分裂电容型LCL滤波器则进一步降低了阻尼电阻的功率损耗。针对分裂电容型LCL滤波器的参数配置繁琐、计算密集、准确性低等问题,提出一种基于NSGAⅢ多目标优化算法来设计滤波器的参数,并给出了滤波器参数寻优的实现流程。仿真结果表明,该方法不仅改善了滤波性能和系统稳定性,还降低了功率损耗,大大降低了设计过程对经验的依赖,滤波器参数设计更加具有普适性。

阻尼损耗最小化的LCL滤波器参数优化设计

针对并网逆变器LCL输出滤波器三阶系统的不稳定性和电流谐波所带来的损耗问题,推导电感比、阻尼电阻值与谐振频率、电流谐波衰减比以及阻尼损耗之间的关系表达式,以此为依据,提出一种在保证滤波性能的前提下阻尼损耗最小的滤波器参数优化设计方案。优化方案在保证滤波效果的同时,可以减小电感取值,降低阻尼损耗,尤其适用于大中功率场合。仿真和实验结果验证了理论的正确性和优化方案的有效性。

弱电网条件下基于稳定域和谐波交互的并网逆变器LCL参数设计

弱电网下的并网逆变器LCL滤波器谐振频率对于系统稳定性和并网电流质量的影响至关重要。为了选择合适的谐振频率,首先在s域中建立谐振稳定域判据。其次,考虑2个因素对谐振频率设计的影响:一是电网阻抗和滤波器电感的变化,采用基于几何平均法的LCL谐振频率设计方案可以适应这种宽范围变化;二是背景谐波,通过分析多个频率间的交互作用对并网电流的显著影响,推导子稳定域判据,进而得出优选的LCL谐振频率值。其次,结合桥臂侧最大电流纹波方程,建立一种简单且鲁棒性强的LCL滤波器参数计算方案。最后,基于RT-LAB对所提出的LCL参数设计方法进行实验验证,证明理论分析的正确性。

应用于双馈风力发电机的LCL型滤波器

根据对LCL型滤波器元件参数的约束条件的分析,提出在双馈风力发电机(DFIG)系统的网侧变换器(GSC)侧连接星形LCL型滤波器,在转子侧变换器(RSC)侧连接三角形LCL型滤波器,并以2.5 MW的DFIG为例,给出了各滤波器的参数。仿真结果表明,采用了提出的LCL型滤波器设计方法后,DFIG系统的GSC侧总谐波畸变率(THD)下降为1.70%,RSC侧总谐波畸变率下降为1.64%,滤波效果远优于L型滤波器。

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。

并网逆变器LCL滤波器参数的优化与设计研究

针对LCL型滤波器的参数设计复杂,不仅需要考虑滤波器对高频谐波电流的抑制效果,还需要考虑对控制器性能的影响。从LCL滤波器的数学模型入手,综合考虑滤波器的各个参数的限制条件,通过理论推导,直观地将滤波器各个参数对系统的影响用曲线表现在同一个平面中。通过图解分析,得到一种LCL滤波器的参数设计和优化方法。最后给出一个单相并网逆变器的设计实例,并通过仿真验证该设计方法的正确性和有效性。

基于LCL滤波器的中高压链式STATCOM参数设计

目前LCL滤波器的研究主要集中于整流器、有源滤波器APF和新能源并网发电方面,在中高压链式STATCOM方面研究较少。建立基于LCL滤波器的中高压链式STATCOM的数学模型,其次研究中高压链式STATCOM的各级直流侧电容和纹波之间的变化关系,设计出容量2.8 MVar电压6 kV链式STATCOM主电路的参数值,基于LCL滤波器各参数变化与电流纹波抑制和装置效率之间的限制条件,在此基础上提出在满足电流纹波抑制效果、电压损耗和装置效率3个要求的前提下,设计出滤波效果最优的LCL滤波器的参数值。最后通过计算机仿真与实验装置验证LCL滤波器参数设计方案的正确性。

光伏发电三电平并网逆变器的LCL滤波器分析与设计

中点钳位三电平并网逆变器正在越来越多地被应用于新能源发电系统中,为更好地减小并网电流谐波,LCL滤波器因其优越的滤波性能也获得了广泛的应用。对于LCL滤波器的谐振峰问题,常用的控制算法包括无源阻尼控制和有源阻尼控制,有源阻尼控制由于克服了无源阻尼控制所存在的能量损耗缺点,逐渐成为研究热点。针对三电平并网逆变器拓扑结构以及基于电容电流反馈的有源阻尼控制策略,深入讨论了LCL滤波器参数的设计方法,实验表明所研究的滤波器设计方法是正确可行的。

逆变器侧电流反馈的LCL滤波并网逆变器参数设计

对于采用有源阻尼控制策略的LCL并网逆变器而言,逆变器侧电流反馈的LCL并网逆变器能稳定工作,其控制参数设计相对简单,但是进网电流易产生较大的低频谐波。从控制的角度分析了产生低频谐波电流的原因,得出电流环的控制参数、LCL滤波器参数对低频谐波电流抑制的具体作用。在此基础上,得到逆变器侧电流反馈的LCL并网逆变器的滤波参数和控制参数的设计方法。实验结果表明,所提出的参数设计方法正确、有效。

光伏并网逆变器的LCL滤波器效率优化

为了提高光伏发电系统的并网效率,降低并网谐波,根据模拟滤波器的理论和设计方法,指出LCL滤波器的优势所在。结合逆变器应用详细介绍了LCL滤波器主要参数的设计优化方法,对滤波器主要器件的损耗计算和效率优化做了量化分析。将滤波器与实际300 kW光伏逆变器连接试验,仿真和试验结果验证了设计的正确性,根据实验结果绘制的负载-效率曲线在50%负载和100%负载时滤波器电能转换效率均在99%之上,电流总谐波畸变率THD在100%负载时小于1%,均大大优于各国际、国内标准和技术规范的要求。

基于LCL滤波DVR补偿变压器漏抗的确定

针对动态电压恢复器(DVR)补偿变压器漏抗的选取尚无相应的国家标准,提出了将变压器的漏电感和桥臂侧的LC滤波组成LCL滤波器。根据LCL滤波器的设计要求,来确定变压器的漏抗及阻抗压降的方法,并结合DVR的特点分析了LCL滤波器各参数的选取原则。根据上述方法对容量为30 kVA的DVR进行电压跌落补偿仿真和实验,补偿后的电网电压谐波畸变率小于5%,证明了该方法满足性能指标。

计及逆变器侧电流反馈影响的LCL滤波器参数优化设计

LCL滤波器在中大功率并网逆变器中的应用得到持续关注。但LCL滤波器设计时变量较多且相互间关系紧密,参数难以确定。同时,电流控制同滤波器参数相互依赖、相互制约,共同决定着并网逆变器的稳定性和电流质量。现有的LCL滤波器设计方法都仅考虑了滤波器的滤波性能,未能有效结合电流控制对滤波器参数设计的限制。因此,如何优化设计滤波器以及控制器参数仍较为困难。该文通过建立单逆变侧电流反馈控制下LCL滤波并网逆变器的数学模型,得出控制性能对LCL参数的约束条件。结合滤波性能的需求,总结出了一套LCL滤波器参数和控制器参数的一体化设计方法。最后,通过实验验证了该设计方法的正确性和有效性。

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。

一种基于图解的LCL滤波器设计和优化方法

相对L型滤波器,LCL型滤波器对高频谐波电流具有更好的衰减特性,更适合应用于大功率场合。但针对LCL型滤波器的参数设计也更复杂,不仅需要考虑滤波器对高频谐波电流的抑制效果,还需要考虑对控制器性能的影响。从LCL滤波器的数学模型入手,综合考虑滤波器的各个参数的限制条件,通过理论推导,直观地将滤波器各个参数对系统的影响用曲线表示在同一个平面中。通过图解分析,得到一种LCL滤波器的参数设计和优化的方法。最后给出一个单相并联型有源电力滤波器LCL滤波器的设计实例,并通过仿真和实验验证了设计方法的正确性和有效性。

单相并网LCL型逆变器的改进设计方案

随着越来越多的分布式能源接入电网,并网逆变器获得了更多的应用。并网逆变器能够成功实现并网运行的前提是其直流母线电压高于最小要求限值,这限制了并网逆变器的应用。为降低并网逆变器的应用门槛,提出一种单相并网LCL型逆变器的改进设计方案。该设计方案通过将LCL型滤波器设计成一个有一定升压增益的模块,降低了前端逆变桥的输出电压要求,进而能够降低并网逆变器的直流母线电压限制,扩大了单相并网逆变器在低功率场合下的应用。首先分析传统LCL型单相并网逆变器直流母线电压受限制的原因,然后基于一种改进LCL型滤波器设计思路,利用其电压增益功能,给出一种详细的单相并网LCL型逆变器的改进设计方案,最后通过仿真和实验验证了提出的设计方案的有效性。

LCL滤波器在具有有源滤波功能的光伏并网系统中的应用

结合LCL滤波器与具有有源滤波功能的光伏并网系统,从有功基波注入、谐波电流变化率、开关次谐波及电流闭环控制器带宽等方面进行分析设计,提出了一种适用于具有有源滤波功能的光伏并网系统的LCL滤波器参数设计方法。该系统不仅改善了电网的电能质量、提高了设备的利用率,同时取得了更好的高频谐波及并网电流纹波抑制效果。最后通过实时仿真验证了设计方法的有效性与可行性。

基于LCL滤波器参数优化的PWM整流控制方法研究

为克服传统单L滤波器动态性能差的缺点,提出了用LCL滤波器代替单L滤波器,其优点是可用较小的电感值达到好的滤波效果。首先建立LCL滤波的PWM整流器数学模型,根据传统LCL滤波器的参数选择方法,用MATLAB语言设计了粒子群算法的寻优程序,相比传统的分布设计法和简易设计法,粒子群算法较为简单,通过追随当前搜索到的最优值来寻找全局最优。计算结果表明,粒子群算法较传统算法具有更好的收敛性。

光伏并网逆变器LCL滤波器参数优化设计

针对光伏并网逆变器LCL滤波器的大纹波电流和高频谐波损耗问题,分析了电感之和、电感比值和滤波电容值、谐振频率以及入网电流之间的关系,提出了一种LCL滤波器参数最优设计方法.分析了LCL滤波器的传递特性并建立了谐波等效模型,研究了滤波参数对谐振频率以及并网电流的影响,根据LCL滤波器的设计约束条件和光伏并网逆变器实例设计了一组最优参数,并进行了仿真研究.结果表明,提出的优化方案不仅能够有效抑制开关频率的高频纹波,还能减小电感取值和阻尼损耗.

提高LCL型并网逆变器电流控制性能的双采样模式实时运算方法

LCL滤波器对开关谐波具有很强的抑制能力,被广泛应用于并网逆变器中。为了抑制LCL滤波器的谐振尖峰,通常采用电容电流反馈进行有源阻尼。但是采用数字控制时,反馈信号的采样和控制算法的计算会引入一拍滞后的延时,改变有源阻尼的特性,使得控制系统对电网阻抗的鲁棒性较差;同时,该延时还会降低系统的相位,严重限制并网电流环的环路增益和带宽的提高。为此,提出双采样模式的实时运算方法,完全消除了有源阻尼内环和并网电流外环的计算延时,因此可大大提高并网逆变器的系统鲁棒性和电流控制性能。同时,与传统方法相比,双采样模式实时运算方法还可延长采样时刻与开关管开关时刻之间的时间间隔,从而有效地避免了高频开关噪声对采样信号的影响,提高了逆变器的抗噪性能。以单相LCL型并网逆变器为例,进行实验验证。实验结果证明了所提出的双采样模式实时运算方法是有效的。

网侧PWM整流器LCL输出滤波器优化设计

提出一种网侧PWM整流器LCL滤波器的参数设计方法,通过对LCL滤波器单相模型传递函数的研究,得到谐振频率、谐波电流幅值衰减比与r(网侧电感与整流器侧电感的比例因子)之间的关系式。利用关系式分析各变量的变化规律,确定总电感值、滤波电容值和r。分析结果表明,谐振频率可确定总电感和滤波电容的下限值。给出了一个设计实例,进行系统建模仿真验证。仿真对比结果证明了该设计方法的正确性和优越性。