發(fā)布時間：2018-01-29 08:30

  本文關鍵詞： 有源前端 LCL濾波器 諧振抑制 有源阻尼 無源阻尼　出處：《浙江大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：相比于傳統(tǒng)的采用二極管整流或可控硅整流技術從交流電網(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)技術方案的變頻器具有很多明顯的優(yōu)勢,包括較低的網(wǎng)側電流諧波污染、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,功率器件的開關動作會引入開關次及其整數(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。LCL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。本文在研究了國內(nèi)外LCL濾波器諧振抑制方法的基礎上,以一個5kWAFE系統(tǒng)為設計對象。首先,考慮到電網(wǎng)電流的IEEE標準及其他條件,對LCL濾波器參數(shù)進行了具體設計,并設計了最簡單易行的無源阻尼方案。同時,根據(jù)實驗中發(fā)現(xiàn)的實際電感的寄生電阻效應,設計了一種利用實際電感寄生參數(shù)設計無源阻尼的方案,并進行了無源阻尼的控制方案設計及評估。其次,在不考慮任何無源阻尼的條件下,設計了基于虛擬電阻法(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)進行了控制環(huán)設計以確保系統(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行了評估,分析了各種方法的利弊。最后,在基于DSpace的實驗平臺上進行了部分設計方案的驗證,仿真和實驗的對比結果論證了這些設計方案的正確性。
[Abstract]:Compared with the traditional passive front-end scheme in which diode rectifier or thyristor rectifier is used to obtain DC bus voltage from AC network, active Front End is adopted. The frequency converter of AFE technology scheme has many obvious advantages, including lower harmonic pollution of grid side current, higher power factor, and the constant DC bus voltage can be maintained under the condition of power grid instability. However, in the process of active front-end operation, switching actions of power devices will introduce switching order and integer harmonic current components. The filter. LCL filter is widely used as the interface between converter and power grid because of its small size and high frequency attenuation effect. However, LCL filter belongs to the third order system. Tong. The frequency response has the resonance peak and the phase jump at the resonant frequency, which is easy to cause the converter oscillation and even instability. Therefore, it is necessary to increase the damping of the system to eliminate the resonance problem. Based on the study of the resonance suppression methods of the LCL filter at home and abroad, a 5kWAFE system is designed. First of all. Considering the IEEE standard and other conditions of power network current, the parameters of LCL filter are designed, and the most simple passive damping scheme is designed. According to the parasitic resistance effect of the actual inductor found in the experiment, a scheme is designed to design the passive damping by using the parasitic parameters of the actual inductor, and the control scheme of the passive damping is designed and evaluated. Secondly. Without considering any passive damping, the active damping algorithm based on the virtual resistance method (capacitive current feedback) and the low-pass filter method is designed, and the system modeling is used. The control loop is designed to ensure the static and dynamic characteristics of the system. The stability of these methods and the robustness of grid impedance are evaluated. The advantages and disadvantages of various methods are analyzed. Some of the design schemes are verified on the experimental platform based on DSpace, and the correctness of these design schemes is proved by the comparison between simulation and experiment.
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM761

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 陳俊杰,張秀苒,董學寧;濾波器無法運行的原因探討[J];東北電力技術;2005年01期

2 王彥順;常增益遞推濾波器及其穩(wěn)定性[J];宇航學報;1983年02期

3 同向前,陳延敏,賈榮,孫偉,薛鈞義;交流調(diào)諧濾波器的進展[J];高壓電器;2004年05期

4 同向前,薛鈞義;電力調(diào)諧濾波器的最佳偏調(diào)諧設計[J];電工技術學報;2005年04期

5 張麗瑩;楊洪耕;劉亞梅;;基于網(wǎng)絡固有結構理論的集中濾波器配置[J];現(xiàn)代電力;2008年02期

6 許懿;梁偉;;汽車雨刮電機濾波器高頻建模[J];四川兵工學報;2011年12期

7 徐瑞娟;;彈性飛機與飛行控制系統(tǒng)間的耦合及結構濾波器的設計[J];飛行力學;1987年04期

8 趙賀;電力系統(tǒng)濾波器的實用設計方法[J];電網(wǎng)技術;1989年01期

9 楊愷滋;系統(tǒng)分析法確定α—β濾波器[J];火力與指揮控制;1989年01期

10 陶化成;一類濾波器的最優(yōu)化[J];兵工學報;1990年03期

相關會議論文 前10條

1 時芳;康明才;黃錦安;馬世賢;;高壓直流輸電系統(tǒng)三調(diào)諧濾波器參數(shù)變化對調(diào)諧頻率影響[A];電工理論與新技術學術年會論文集[C];2005年

2 楊鑫;劉惠康;李昆;;一種新型注入式混合型電力濾波器研究[A];自動化技術與冶金流程節(jié)能減排——全國冶金自動化信息網(wǎng)2008年會論文集[C];2008年

3 陳佳;陳建忠;賴鑫;梁昌洪;;腔體濾波器計算機輔助診斷與調(diào)諧[A];2009年全國微波毫米波會議論文集（下冊）[C];2009年

4 楊裕媛;殷興輝;;矩形波導E面濾波器參數(shù)性能分析[A];2009年全國微波毫米波會議論文集（上冊）[C];2009年

5 夏元清;韓京清;;線性時滯系統(tǒng)H_∞降維無偏濾波器的設計[A];第二十一屆中國控制會議論文集[C];2002年

6 潘明;李曉峰;傅志中;謝偉;;一種基于雙邊濾波器的圖像超分辨率算法[A];2006中國西部青年通信學術會議論文集[C];2006年

7 李業(yè)麗;杜峰;陸利坤;;一種混合算法的形態(tài)濾波器優(yōu)化處理[A];第二十七屆中國控制會議論文集[C];2008年

8 閔淑琴;馬宏;;CIC濾波器及其補償設計濾波器的設計與實現(xiàn)[A];中國通信學會第六屆學術年會論文集（下）[C];2009年

9 宋富先;章東;龔秀芬;劉曉宙;;超聲彩色血流成像系統(tǒng)中MTI濾波器特性的研究[A];中國聲學學會2005年青年學術會議[CYCA'05]論文集[C];2005年

10 林慧;;用自適應粒子群滿意優(yōu)化算法設計FIR濾波器[A];提高全民科學素質(zhì)、建設創(chuàng)新型國家——2006中國科協(xié)年會論文集（下冊）[C];2006年

相關博士學位論文 前10條

1 洪曉英;二維約束FIR濾波器快速設計的理論和算法[D];山東大學;2015年

2 VU MINH QUANG（武明光）;有源電力濾波器若干關鍵技術的研究[D];東北大學;2013年

3 曾爭;基于LCL濾波的并聯(lián)有源電力濾波器關鍵技術研究[D];浙江大學;2015年

4 徐照旭;微波濾波器綜合診斷及其小型化研究[D];電子科技大學;2016年

5 蓋川;射頻可調(diào)濾波器技術的研究及應用[D];東南大學;2016年

6 郭喜峰;有源電力濾波器關鍵技術的研究與應用[D];東北大學;2013年

7 黃麗霞;非特定人魯棒性語音識別中前端濾波器的研究[D];太原理工大學;2011年

8 官雪輝;無線通信微波雙頻帶通濾波器研究[D];上海大學;2007年

9 李奇;無線通信中微帶濾波器的研究與設計[D];西安電子科技大學;2011年

10 郭繼昌;電流模式對數(shù)域濾波器的研究與實現(xiàn)[D];天津大學;2003年

相關碩士學位論文 前10條

1 烏日罕;可變頻帶數(shù)字帶通濾波器設計方法研究[D];內(nèi)蒙古大學;2015年

2 朱丹;微型多模濾波器的研究[D];南京理工大學;2015年

3 宣黎鑫;并聯(lián)有源電力濾波器控制器的設計與開發(fā)[D];山東大學;2015年

4 梅超;基于射頻直接采樣可重構濾波器的研究與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2015年

5 楊雙雙;基于P-cell和N-cell單元的有源電力濾波器的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

6 吳浩瀚;量子隨機濾波器及其參數(shù)計算研究[D];華僑大學;2015年

7 趙世杰;有源電力濾波器關鍵技術研究[D];中國礦業(yè)大學;2015年

8 羅鳴;高性能、小型化、多通帶微帶濾波器研究[D];電子科技大學;2014年

9 李子辰;微波LTCC濾波器設計與建模研究[D];電子科技大學;2014年

10 師文芳;光伏并網(wǎng)逆變器的LCL濾波器參數(shù)優(yōu)化研究[D];新疆大學;2015年

，

本文編號：1473003