一種單相papf輸出lcl濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種單相PAPF輸出LCL濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法，其特征是：在對(duì)特定負(fù)載條件下單相PAPF的補(bǔ)償電流進(jìn)行傅里葉分析的基礎(chǔ)上，綜合考慮LCL參數(shù)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)限制因素以及LCL濾波器參數(shù)選擇和PAPF直流側(cè)電壓選擇的耦合關(guān)系，通過(guò)數(shù)學(xué)解析式結(jié)合圖形的方法準(zhǔn)確推導(dǎo)出單相PAPF輸出LCL濾波器各項(xiàng)參數(shù)和PAPF直流側(cè)電壓參數(shù)。本發(fā)明綜合考慮各種限制因素，提高了LCL參數(shù)設(shè)計(jì)精度，并能達(dá)到同時(shí)設(shè)計(jì)出LCL濾波器和PAPF直流側(cè)電壓參數(shù)的目的。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種單相PAPF輸出LCL濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本說(shuō)明涉及單相并聯(lián)型有源電力濾波器(parallel active power filter, PAPF)輸出LCL濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法，特別涉及一種基于負(fù)載電流傅里葉分析并綜合各種限制因素的單相有源電力濾波器LCL參數(shù)設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自20世紀(jì)70年代以來(lái)，由于電網(wǎng)中的晶閘管、二極管整流器、電弧爐、變頻器、電氣化鐵路及各種電力電子設(shè)備用量不斷增加而導(dǎo)致了電網(wǎng)嚴(yán)重污染。有源電力濾波器(Active power filter, APF)是一種用于動(dòng)態(tài)抑制諧波、補(bǔ)償無(wú)功的新型電力電子裝置、它能對(duì)大小和頻率都變化的諧波以及變化的無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償，其應(yīng)用可克服LC濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)償方法的缺點(diǎn)。由于脈寬調(diào)制的發(fā)波方式會(huì)產(chǎn)生高頻開(kāi)關(guān)諧波，故需要在交流側(cè)采用濾波器進(jìn)行濾波。常用的濾波器結(jié)構(gòu)包括單L、LC和LCL濾波器。其中LCL濾波器以其體積小、成本低、對(duì)高頻電流諧波衰減度高的優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用于變流器和有源濾波等場(chǎng)合針對(duì)有源電力濾波器。
[0003]目前，LCL參數(shù)設(shè)計(jì)的方法一般是通過(guò)考慮一些大范圍的設(shè)計(jì)限制因素，并通過(guò)工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和一定的試湊來(lái)得到，這樣的設(shè)計(jì)方法很難得到一個(gè)準(zhǔn)確的并具有最佳濾波效果的LCL參數(shù)。另外，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)大都是建立在直流側(cè)電壓已經(jīng)確定的情況下，而實(shí)際上，有源濾波器直流側(cè)電壓的選擇跟LCL參數(shù)的選擇有很大的耦合關(guān)系，顯然，把兩者分開(kāi)考慮是不合理的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種基于于負(fù)載電流傅里葉分析并綜合考慮各種限制因素的單相PAPF輸出LCL濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法，以期能夠達(dá)到提高LCL參數(shù)設(shè)計(jì)精度的目的，并在設(shè)計(jì)時(shí)考慮LCL濾波器參數(shù)選擇和PAPF直流側(cè)電壓選擇的耦合關(guān)系，以便達(dá)到同時(shí)設(shè)計(jì)出LCL濾波器和PAPF直流側(cè)電壓參數(shù)的目的。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括如下步驟:
[0006]本發(fā)明單相PAPF輸出LCL濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法，所述單相PAPF輸出LCL濾波器是指在由電感U、電感L2和電容C構(gòu)成的LCL濾波器中，所述電感L1的一端連接單相PAPF橋臂側(cè)，另一端與電感L2的一端相連接，所述電感L2的另一端作為濾波器輸出與電網(wǎng)和非線性負(fù)載相連，所述電容C與電感L1并聯(lián)；本發(fā)明所述參數(shù)設(shè)計(jì)是按如下步驟進(jìn)行:
[0007]步驟1:對(duì)于單相橋式二極管不控整流電路帶電阻和大電感負(fù)載形式的非線性負(fù)載，由式⑴得到所述非線性負(fù)載接入電網(wǎng)時(shí)的負(fù)載電流k的傅里葉級(jí)數(shù):
【權(quán)利要求】
1.一種單相PAPF輸出LCL濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法，所述單相PAPF輸出LCL濾波器是指在由電感U、電感L2和電容C構(gòu)成的LCL濾波器中，所述電感L1的一端連接單相PAPF橋臂側(cè)，另一端與電感L2的一端相連接，所述電感L2的另一端作為濾波器輸出與電網(wǎng)和非線性負(fù)載相連，所述電容C與電感L1并聯(lián)；其特征是:所述參數(shù)設(shè)計(jì)按如下步驟進(jìn)行: 步驟1:對(duì)于單相橋式二極管不控整流電路帶電阻和大電感負(fù)載形式的非線性負(fù)載，由式(I)得到所述非線性負(fù)載接入電網(wǎng)時(shí)的負(fù)載電流k的傅里葉級(jí)數(shù):
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相PAPF輸出LCL濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法，其特征是:將所述步驟I中推導(dǎo)的式(2)通過(guò)Matlab作出時(shí)間-位移因數(shù)角-幅值三維圖，并找到對(duì)應(yīng)位移因數(shù)角口下的幅值最低點(diǎn)，此時(shí)的時(shí)間即為式(11)中的t的數(shù)值。
【文檔編號(hào)】H02J3/01GK104037769SQ201410300086
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】張國(guó)榮, 沈奇, 李訊, 周同路, 鄒揚(yáng), 賈凱 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué)