一種單相papf輸出lcl濾波器的參數設計方法
【專利摘要】本發明公開了一種單相PAPF輸出LCL濾波器的參數設計方法，其特征是：在對特定負載條件下單相PAPF的補償電流進行傅里葉分析的基礎上，綜合考慮LCL參數設計的各項限制因素以及LCL濾波器參數選擇和PAPF直流側電壓選擇的耦合關系，通過數學解析式結合圖形的方法準確推導出單相PAPF輸出LCL濾波器各項參數和PAPF直流側電壓參數。本發明綜合考慮各種限制因素，提高了LCL參數設計精度，并能達到同時設計出LCL濾波器和PAPF直流側電壓參數的目的。
【專利說明】—種單相PAPF輸出LCL濾波器的參數設計方法
【技術領域】
[0001]本說明涉及單相并聯型有源電力濾波器(parallel active power filter, PAPF)輸出LCL濾波器的參數設計方法，特別涉及一種基于負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參數設計方法。
【背景技術】
[0002]自20世紀70年代以來，由于電網中的晶閘管、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備用量不斷增加而導致了電網嚴重污染。有源電力濾波器(Active power filter, APF)是一種用于動態抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置、它能對大小和頻率都變化的諧波以及變化的無功進行補償，其應用可克服LC濾波器等傳統的諧波抑制和無功補償方法的缺點。由于脈寬調制的發波方式會產生高頻開關諧波，故需要在交流側采用濾波器進行濾波。常用的濾波器結構包括單L、LC和LCL濾波器。其中LCL濾波器以其體積小、成本低、對高頻電流諧波衰減度高的優勢廣泛應用于變流器和有源濾波等場合針對有源電力濾波器。
[0003]目前，LCL參數設計的方法一般是通過考慮一些大范圍的設計限制因素，并通過工程實際經驗和一定的試湊來得到，這樣的設計方法很難得到一個準確的并具有最佳濾波效果的LCL參數。另外，傳統的設計大都是建立在直流側電壓已經確定的情況下，而實際上，有源濾波器直流側電壓的選擇跟LCL參數的選擇有很大的耦合關系，顯然，把兩者分開考慮是不合理的。
【發明內容】
[0004]本發明是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種基于于負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濾波器的參數設計方法，以期能夠達到提高LCL參數設計精度的目的，并在設計時考慮LCL濾波器參數選擇和PAPF直流側電壓選擇的耦合關系，以便達到同時設計出LCL濾波器和PAPF直流側電壓參數的目的。
[0005]本發明采用的技術方案包括如下步驟:
[0006]本發明單相PAPF輸出LCL濾波器的參數設計方法，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構成的LCL濾波器中，所述電感L1的一端連接單相PAPF橋臂側，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和非線性負載相連，所述電容C與電感L1并聯；本發明所述參數設計是按如下步驟進行:
[0007]步驟1:對于單相橋式二極管不控整流電路帶電阻和大電感負載形式的非線性負載，由式⑴得到所述非線性負載接入電網時的負載電流k的傅里葉級數:
【權利要求】
1.一種單相PAPF輸出LCL濾波器的參數設計方法，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構成的LCL濾波器中，所述電感L1的一端連接單相PAPF橋臂側，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和非線性負載相連，所述電容C與電感L1并聯；其特征是:所述參數設計按如下步驟進行: 步驟1:對于單相橋式二極管不控整流電路帶電阻和大電感負載形式的非線性負載，由式(I)得到所述非線性負載接入電網時的負載電流k的傅里葉級數:
2.根據權利要求1所述的單相PAPF輸出LCL濾波器的參數設計方法，其特征是:將所述步驟I中推導的式(2)通過Matlab作出時間-位移因數角-幅值三維圖，并找到對應位移因數角口下的幅值最低點，此時的時間即為式(11)中的t的數值。
【文檔編號】H02J3/01GK104037769SQ201410300086
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】張國榮, 沈奇, 李訊, 周同路, 鄒揚, 賈凱 申請人:合肥工業大學