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內(nèi)容描述:
通過(guò)分析LCL的濾波數(shù)學(xué)模型建立三相三線制并聯(lián)有源電力濾波器仿真模型。對(duì)比有源電力濾波器不帶LCL濾波和帶LCL濾波對(duì)系統(tǒng)濾波效果的影響,仿真結(jié)果表明:三相三線制有源電力濾波器帶LCL濾波可以濾除有源電力濾波器中變流器所產(chǎn)生的高頻開(kāi)關(guān)次諧波。
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其他
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內(nèi) 容:
<P align=right>趙皋 季曉春 劉建春 李偉江 </P> <P align=right>(安科瑞電氣股份有限公司 上海市 201801) </P> <P> <STRONG>摘要:</STRONG>通過(guò)分析LCL的濾波數(shù)學(xué)模型建立三相三線制并聯(lián)有源電力濾波器仿真模型。對(duì)比有源電力濾波器不帶LCL濾波和帶LCL濾波對(duì)系統(tǒng)濾波效果的影響,仿真結(jié)果表明:三相三線制有源電力濾波器帶LCL濾波可以濾除有源電力濾波器中變流器所產(chǎn)生的高頻開(kāi)關(guān)次諧波。 </P> <P> <STRONG>1 引 言 </STRONG></P> <P> 三相三線制有源電力濾波器(APF)可以對(duì)現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的諧波進(jìn)行補(bǔ)償,但是有源電力濾波器本身變流器采用的是PWM調(diào)制技術(shù),采用PWM調(diào)制技術(shù)會(huì)產(chǎn)生高頻的開(kāi)關(guān)次諧波,這些高次諧波會(huì)對(duì)一些設(shè)備產(chǎn)生很大的電磁干擾,影響設(shè)備的正常運(yùn)行[1-3]。有源電力濾波器對(duì)諧波電流進(jìn)行補(bǔ)償時(shí),需要及時(shí)跟蹤指令電流。當(dāng)輸出電抗器感量選的很小時(shí),雖然保證了電流的跟蹤效果卻造成電流的開(kāi)關(guān)次紋波很大;APF的輸出電抗器的感量也不能夠太大,否則橋臂輸出電流會(huì)滯后指令電流,造成補(bǔ)償效果變差。由此可以看出在選取小感量電抗器保證電流跟蹤效果的同時(shí)需要在并網(wǎng)點(diǎn)加上LCL濾波環(huán)節(jié)來(lái)濾除開(kāi)關(guān)次高頻紋波[4]。 <BR>在有源濾波器并網(wǎng)時(shí)加上LCL濾波環(huán)節(jié)后參數(shù)選取會(huì)影響濾波效果,甚至造成系統(tǒng)諧振,因此需要先分析了解帶LCL的APF數(shù)學(xué)模型,找到諧振點(diǎn)以及合適的參數(shù),從而保證濾波的效果最好。 </P> <P> <STRONG>2 三相三線制APF-LCL數(shù)學(xué)模型</STRONG> </P> <P> 三相三線制APF采用LCL并網(wǎng)接法結(jié)構(gòu)圖如圖1所示[5-6]。 </P> <P align=center><IMG style="BORDER-BOTTOM: medium none; BORDER-LEFT: medium none; PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 263px; PADDING-RIGHT: 0px; HEIGHT: 212px; FONT-SIZE: 12px; BORDER-TOP: medium none; BORDER-RIGHT: medium none; PADDING-TOP: 0px" alt="" src="http://net.acrel.cn/ckfinder/userfiles/images/10(15).jpg"></P> <P align=center>圖1 APF的LCL并網(wǎng)接法 </P> <P> 圖1中的<IMG style="BORDER-BOTTOM: medium none; BORDER-LEFT: medium none; PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 74px; PADDING-RIGHT: 0px; HEIGHT: 35px; FONT-SIZE: 12px; BORDER-TOP: medium none; BORDER-RIGHT: medium none; PADDING-TOP: 0px" alt="" src="http://net.acrel.cn/ckfinder/userfiles/images/11(14).jpg">為電網(wǎng)側(cè)相電壓,<IMG style="BORDER-BOTTOM: medium none; BORDER-LEFT: medium none; PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 85px; PADDING-RIGHT: 0px; HEIGHT: 29px; FONT-SIZE: 12px; BORDER-TOP: medium none; BORDER-RIGHT: medium none; PADDING-TOP: 0px" alt="" src="http://net.acrel.cn/ckfinder/userfiles/images/12(13).jpg">為變流橋交流側(cè)電壓,<IMG style="BORDER-BOTTOM: medium none; BORDER-LEFT: medium none; PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 21px; PADDING-RIGHT: 0px; HEIGHT: 30px; FONT-SIZE: 12px; BORDER-TOP: medium none; BORDER-RIGHT: medium none; PADDING-TOP: 0px" alt="" src="http://net.acrel.cn/ckfinder/userfiles/images/13(12).jpg">為APF輸出電抗感量,<IMG style="BORDER-BOTTOM: medium none; BORDER-LEFT: medium none; PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 26px; PADDING-RIGHT: 0px; HEIGHT: 30px; FONT-SIZE: 12px; BORDER-TOP: medium none; BORDER-RIGHT: medium none; PADDING-TOP: 0px" alt="" src="http://net.acrel.cn/ckfinder/userfiles/images/14(12).jpg">為L(zhǎng)CL電網(wǎng)側(cè)電抗感量,C為L(zhǎng)CL電容值,R為電阻值。將圖1的三相結(jié)構(gòu)模型等效成單相的結(jié)構(gòu)模型為圖2所示,阻尼電阻R的作用是抑制諧振。根據(jù)圖2得到LCL的數(shù)學(xué)模型為方程組(1): </P> <P align=center><IMG style="BORDER-BOTTOM: medium none; BORDER-LEFT: medium none; PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 243px; PADDING-RIGHT: 0px; HEIGHT: 110px; FONT-SIZE: 12px; BORDER-TOP: medium none; BORDER-RIGHT: medium none; PADDING-TOP: 0px" alt="" src="http://net.acrel.cn/ckfinder/userfiles/images/15(13).jpg"></P> <P align=center>圖2 等效的單相LCL模型 </P> <P align=center> <IMG style="BORDER-BOTTOM: medium none; BORDER-LEFT: medium none; PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 214px; PADDING-RIGHT: 0px; HEIGHT: 127px; FONT-SIZE: 12px; BORDER-TOP: medium none; BORDER-RIGHT: medium none; PADDING-TOP: 0px" alt="" src="http://net.acrel.cn/ckfinder/userfiles/images/16(12).jpg">(1) </P> <P> 方程組(1)經(jīng)拉普拉斯變換后的到結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。 </P> <P align=center><IMG style="BORDER-BOTTOM: medium none; BORDER-LEFT: medium none; PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 209px; PADDING-RIGHT: 0px; HEIGHT: 178px; FONT-SIZE: 12px; BORDER-TOP: medium none; BORDER-RIGHT: medium none; PADDING-TOP: 0px" alt="" src="http://net.acrel.cn/ckfinder/userfiles/images/17(12).jpg"></P> <P align=center>圖3 等效單相LCL模型結(jié)構(gòu)框圖 </P> <P> 可以得到傳遞函數(shù)<IMG style="BORDER-BOTTOM: medium none; BORDER-LEFT: medium none; PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 142px; PADDING-RIGHT: 0px; HEIGHT: 35px; FONT-SIZE: 12px; BORDER-TOP: medium none; BORDER-RIGHT: medium none; PADDING-TOP: 0px" alt="" src="http://net.acrel.cn/ckfinder/userfiles/images/18(12).jpg"> </P> <P> 可以得出諧振頻率為:<IMG style="BORDER-BOTTOM: medium none; BORDER-LEFT: medium none; PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 505px; PADDING-RIGHT: 0px; HEIGHT: 375px; FONT-SIZE: 12px; BORDER-TOP: medium none; BORDER-RIGHT: medium none; PADDING-TOP: 0px" alt="" align=center src="http://net.acrel.cn/ckfinder/userfiles/images/19(11).jpg">。 </P> <P> <STRONG>2 APF-LCL數(shù)學(xué)模型的參數(shù)分析 </STRONG></P> <P> 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7-8]中LCL參數(shù)的選取方法,并考慮到LCL電容值參數(shù)在APF不可控整流預(yù)充電過(guò)程中有較大的影響(例如APF啟動(dòng)時(shí)限流電阻為51Ω,40uF電容時(shí)整流后直流側(cè)電壓穩(wěn)定在473V,整流時(shí)直流側(cè)電容充電過(guò)程如圖4所示),在APF仿真模型中LCL參數(shù)分別取值為表1,分析改變電氣參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響。 </P> <P align=center><IMG style="BORDER-BOTTOM: medium none; BORDER-LEFT: medium none; PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 287px; PADDING-RIGHT: 0px; HEIGHT: 179px; FONT-SIZE: 12px; BORDER-TOP: medium none; BORDER-RIGHT: medium none; PADDING-TOP: 0px" alt="" src="http://net.acrel.cn/ckfinder/userfiles/images/21(8).jpg"></P> <P align=center>圖4 LCL中C為40uF時(shí)C上電壓曲線 {$page$}</P> <P> <STRONG>表1 LCL參數(shù)取值 </STRONG></P> <P align=center> <TABLE style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px" border=1 cellSpacing=0 cellPadding=0 align=center> <TBODY style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <TR style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 67px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="TEXT-ALIGN: center; PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"><STRONG style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">L<SUB style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">1</SUB>(mH)</STRONG></P></TD> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 72px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="TEXT-ALIGN: center; PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"><STRONG style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">L<SUB style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">2</SUB>(mH)</STRONG></P></TD> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 72px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"><STRONG style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">C(uF)</STRONG></P></TD> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 60px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"><STRONG style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">R</STRONG><STRONG style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">(Ω)</STRONG></P></TD></TR> <TR style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 67px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">0.35</P></TD> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 72px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">0.08</P></TD> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 72px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">40</P></TD> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 60px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">1</P></TD></TR> <TR style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 67px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">0.35</P></TD> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 72px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">0.08</P></TD> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 72px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">50</P></TD> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 60px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">1</P></TD></TR> <TR style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 67px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">0.35</P></TD> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 72px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">0.08</P></TD> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 72px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">60</P></TD> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 60px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">1</P></TD></TR> <TR style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 67px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">0.35</P></TD> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 72px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">0.1</P></TD> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 72px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">50</P></TD> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 60px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">1</P></TD></TR> <TR style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 67px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">0.35</P></TD> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 72px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">0.08</P></TD> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 72px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">50</P></TD> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 60px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">0</P></TD></TR> <TR style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 67px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">0.35</P></TD> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 72px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">0.08</P></TD> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 72px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">50</P></TD> <TD style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 60px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px"> <P style="PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT-SIZE: 12px; PADDING-TOP: 0px">2</P></TD></TR></TBODY></TABLE></P> <P> 分組對(duì)比分析各個(gè)參數(shù)的影響: </P> <P> (1)L1=0.35mH,L2=0.08mH,R=1Ω,改變C的值為40uF、50uF、60uF時(shí)對(duì)比傳遞函數(shù)H(S)的伯德圖(如圖5所示)。 </P> <P align=center><IMG style="BORDER-BOTTOM: medium none; BORDER-LEFT: medium none; PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 300px; PADDING-RIGHT: 0px; HEIGHT: 228px; FONT-SIZE: 12px; BORDER-TOP: medium none; BORDER-RIGHT: medium none; PADDING-TOP: 0px" alt="" src="http://net.acrel.cn/ckfinder/userfiles/images/22(7).jpg"></P> <P align=center>圖5 不同電容參數(shù)bode圖 </P> <P> 由圖5可以看出幅頻特性的C增大,諧振頻率fres減小,向低頻域移動(dòng)。在低頻段沒(méi)有什么衰減作用,在高頻段對(duì)高頻部分(高于諧振頻率的部分)以25dB/每十倍頻程進(jìn)行衰減,衰減有所增加但是增加的量很少;由相頻特性可以看出相位角偏移起始頻率也向低頻域移動(dòng)。 </P> <P> (2)L1=0.35mH,C=50uF,R=1Ω,改變L2的值為0.08mH、0.1mH時(shí)對(duì)比傳遞函數(shù)H(s)的伯德圖(如圖6所示)。 </P> <P align=center><IMG style="BORDER-BOTTOM: medium none; BORDER-LEFT: medium none; PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 297px; PADDING-RIGHT: 0px; HEIGHT: 229px; FONT-SIZE: 12px; BORDER-TOP: medium none; BORDER-RIGHT: medium none; PADDING-TOP: 0px" alt="" src="http://net.acrel.cn/ckfinder/userfiles/images/23(6).jpg"></P> <P align=center>圖6 不同電抗參數(shù)bode圖 </P> <P> 由圖6幅頻特性可以看出L2的增大,諧振頻率fres減小,向低頻域移動(dòng),在低于諧振頻率的低頻域增益為0dB,沒(méi)有衰減作用,在高于諧振頻率的高頻域開(kāi)始衰減對(duì)高頻的衰減作用很明顯,可以根據(jù)諧振點(diǎn)看出i2在偏離i1的程度,即衰減程度。由相頻特性可以看出相位角偏移起始頻率也向低頻域移動(dòng)。 <BR>(3)L1=0.35mH,C=50uF,L2=0.08mH ,改變R的值為0Ω、1Ω、2Ω時(shí)對(duì)比傳遞函數(shù)H(S)的伯德圖(如圖7所示)。 </P> <P align=center><IMG style="BORDER-BOTTOM: medium none; BORDER-LEFT: medium none; PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 307px; PADDING-RIGHT: 0px; HEIGHT: 276px; FONT-SIZE: 12px; BORDER-TOP: medium none; BORDER-RIGHT: medium none; PADDING-TOP: 0px" alt="" src="http://net.acrel.cn/ckfinder/userfiles/images/24(5).jpg"></P> <P align=center>圖7 不同阻尼電阻參數(shù)bode圖 </P> <P> 由圖7幅頻特性可以看出阻尼R的增大,抑制諧振的能力越強(qiáng),阻尼R值大了之后會(huì)導(dǎo)致在高頻域內(nèi)雖然較大程度上的抑制了諧振峰值,但是高頻域的濾波性能變差;阻尼R值過(guò)小會(huì)導(dǎo)致抑制諧振能力不夠。由相頻特性可以看出增大阻尼R值會(huì)導(dǎo)致相位角偏移的速度在頻率升高時(shí)較為緩慢。 </P> <P> <STRONG>3 APF-LCL仿真結(jié)果 </STRONG></P> <P> 建立三相三線APF仿真模型,諧波負(fù)載電流如圖8所示,為典型的非線性阻性負(fù)載諧波,THD含量為16.6%,主要包含5次、7次、11次、13次諧波。 </P> <P align=center><IMG style="BORDER-BOTTOM: medium none; BORDER-LEFT: medium none; PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 293px; PADDING-RIGHT: 0px; HEIGHT: 194px; FONT-SIZE: 12px; BORDER-TOP: medium none; BORDER-RIGHT: medium none; PADDING-TOP: 0px" alt="" src="http://net.acrel.cn/ckfinder/userfiles/images/25(5).jpg"></P> <P align=center>圖8 典型阻性諧波負(fù)載 </P> <P> 未加LCL并網(wǎng)濾波功能,得到的補(bǔ)償后的THD含量為1.59%如圖9所示。 </P> <P align=center><IMG style="BORDER-BOTTOM: medium none; BORDER-LEFT: medium none; PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 305px; PADDING-RIGHT: 0px; HEIGHT: 203px; FONT-SIZE: 12px; BORDER-TOP: medium none; BORDER-RIGHT: medium none; PADDING-TOP: 0px" alt="" src="http://net.acrel.cn/ckfinder/userfiles/images/26(4).jpg"></P> <P align=center>圖9 未加LCL的APF補(bǔ)償后網(wǎng)側(cè)電流 </P> <P> 可以看出10KHZ為200次諧波含量是比較高的,采用LCL后濾除效果如圖10所示,補(bǔ)償后的THD含量為0.95%,將200次(10KHZ)、400次(20KHZ)高頻開(kāi)關(guān)次諧波給衰減了。 </P> <P align=center><IMG style="BORDER-BOTTOM: medium none; BORDER-LEFT: medium none; PADDING-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 20px; LIST-STYLE-TYPE: none; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 283px; PADDING-RIGHT: 0px; HEIGHT: 215px; FONT-SIZE: 12px; BORDER-TOP: medium none; BORDER-RIGHT: medium none; PADDING-TOP: 0px" alt="" src="http://net.acrel.cn/ckfinder/userfiles/images/27(4).jpg"></P> <P align=center>圖10 加LCL的APF補(bǔ)償后網(wǎng)側(cè)電流 </P> <P> <STRONG>4 結(jié)論 </STRONG></P> <P> 本文分析了在三相三線制APF中加上LCL并網(wǎng)濾波環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型以及諧振頻率,通過(guò)分析APF-LCL數(shù)學(xué)模型傳遞函數(shù)伯德圖,得出調(diào)整各個(gè)電氣參數(shù)對(duì)APF濾波效果有何種影響,在APF-LCL仿真模型中對(duì)比了有無(wú)LCL環(huán)節(jié)對(duì)濾波效果的影響。由此得出結(jié)論:在避免諧振的基礎(chǔ)上加上LCL環(huán)節(jié)對(duì)濾除APF系統(tǒng)中高次開(kāi)關(guān)頻率的諧波有良好的效果。 </P> <P> <STRONG>參考文獻(xiàn) </STRONG></P> <P> [1] S.Pettersson,M.Salo,and H.Tuusa, “Applying an LCL-filter to a four-wire active power filter,”in 37th IEEE Power Electronics Specialists Conference, pp. 1–7. </P> <P> [2] 仇志凌,楊恩星,孔潔,陳國(guó)柱.基于LCL濾波器的并聯(lián)有源電力濾波器電流閉環(huán)控制方法[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2009,29(18)15-20. </P> <P> [3] 趙仁德,趙強(qiáng),李芳,王平.LCL濾波的并網(wǎng)變換器中阻尼電阻影響分析[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化學(xué)報(bào),2009,21(6)112-116. </P> <P> [4] 王兆安,楊君,劉進(jìn)軍,王躍.諧波抑制和無(wú)功功率補(bǔ)償.北京:機(jī)械工業(yè)出版社[M ]. 2013 </P> <P> [5] 張憲平,林資旭,李亞西,許洪華.LCL濾波的PWM整流器新型控制策略[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào),2007,22(2) 74-77. </P> <P> [6] 張東江,仇志凌,李玉玲,陳國(guó)柱,何湘寧.基于LCL濾波器的高穩(wěn)態(tài)性能并聯(lián)有源電力濾波器[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào),2011,26(6)137-143. </P> <P> [7] 張國(guó)榮,陳鵬,李宗鈞.并聯(lián)有源電力濾波器LCL參數(shù)的選擇方法[J].電測(cè)與儀表,2011,48(542)44-49. </P> <P> [8] 張崇巍,張興.PWM整流及其控制[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003. </P> <P> 作者簡(jiǎn)介: 趙皋(1987-),安徽寧國(guó)人,碩士,研究方向?yàn)殡娏﹄娮蛹爸C波治理方向。<SPAN style="FONT-FAMILY: Webdings"><</SPAN></P>