有源前端LCL濾波器的諧振抑制技術(shù)研究.pdf

1、相比于傳統(tǒng)的采用二極管整流或可控硅整流技術(shù)從交流電網(wǎng)獲取直流母線電壓的無源前端方案來說，采用有源前端(Active Front End，AFE)技術(shù)方案的變頻器具有很多明顯的優(yōu)勢，包括較低的網(wǎng)側(cè)電流諧波污染、較高的功率因數(shù)、電網(wǎng)不穩(wěn)定情況下仍然能夠保持恒定的直流母線電壓、可實(shí)現(xiàn)能量回饋的并網(wǎng)功能等。然而，在有源前端工作過程中，功率器件的開關(guān)動作會引入開關(guān)次及其整數(shù)倍次諧波電流分量。為了抑制這些電流諧波，要在變換器和電網(wǎng)之間加入濾波器。L

2、CL濾波器以其體積小和高頻衰減效果好等優(yōu)勢廣泛地被應(yīng)用作為變換器和電網(wǎng)的接口。然而LCL型濾波器屬于三階系統(tǒng)，頻率響應(yīng)在諧振頻率處存在諧振尖峰及相位的跳變，這容易造成變換器振蕩甚至不穩(wěn)定，因此需要增加系統(tǒng)阻尼以消除諧振問題。
　　本文在研究國內(nèi)外LCL濾波器諧振抑制方法的基礎(chǔ)上，以一個5kW AFE系統(tǒng)為設(shè)計(jì)對象。首先，考慮到電網(wǎng)電流的IEEE標(biāo)準(zhǔn)及其他條件，對LCL濾波器參數(shù)進(jìn)行了具體設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)了最簡單易行的無源阻尼方案。同時

3、，根據(jù)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的實(shí)際電感的寄生電阻效應(yīng)，設(shè)計(jì)了一種利用實(shí)際電感寄生參數(shù)設(shè)計(jì)無源阻尼的方案，并進(jìn)行了無源阻尼的控制方案設(shè)計(jì)及評估。其次，在不考慮任何無源阻尼的條件下，設(shè)計(jì)了基于虛擬電阻法（電容電流反饋）和低通濾波器法的有源阻尼算法，并利用系統(tǒng)建模等手段，對系統(tǒng)進(jìn)行了控制環(huán)設(shè)計(jì)以確保系統(tǒng)的靜、動態(tài)特性良好，并對這些方法在穩(wěn)定性、對電網(wǎng)阻抗的魯棒性方面進(jìn)行了評估，分析了各種方法的利弊。最后，在基于DSpace的實(shí)驗(yàn)平臺上進(jìn)行了部分設(shè)計(jì)方案的