三相三線制有源電力濾波器LCL參數(shù)研究

    表1 LCL參數(shù)取值

    分組對(duì)比分析各個(gè)參數(shù)的影響：

    （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）。

圖5 不同電容參數(shù)bode圖

    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)。

    （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）。

圖6 不同電抗參數(shù)bode圖

    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)。
（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）。

圖7 不同阻尼電阻參數(shù)bode圖

    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。

    3 APF-LCL仿真結(jié)果

    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。

圖8 典型阻性諧波負(fù)載

    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。

圖9 未加LCL的APF補(bǔ)償后網(wǎng)側(cè)電流

    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。

圖10 加LCL的APF補(bǔ)償后網(wǎng)側(cè)電流

    4 結(jié)論

    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。

    參考文獻(xiàn)

    [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.

    [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.

    [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.

    [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

    [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.

    [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.

    [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.

    [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.

    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。<