【技术实现步骤摘要】
一种三电平有源电力滤波器主电路参数的计算方法
本专利技术涉及有源电力滤波器的谐波补偿
,特别是涉及一种三电平有源电力滤波器主电路参数的计算方法。
技术介绍
三电平NPC结构的三相四线制有源电力滤波器APF是三相四线制多电平APF中研究最多的一种形式,与两电平结构相比具有纹波小,电磁干扰低等优点。三电平有源电力滤波器采用了二极管钳位三电平IGBT的拓扑结构,电网的N线直接接入直流电容中点,输出滤波器采用LCL形式,同时在滤波电容上串联了阻尼电阻,以抑制LCL滤波器的谐振。由于三电平拓扑中IGBT承受的电压应力为直流母线电压的一半,减小IGBT的耐压等级,具有很高的成本优势。由于有源电力滤波器采用了电容和电感构成的滤波器,控制对象是多组谐波电流,在不同频率谐波与不同电网电压下,LCL滤波器的参数也要随之变化。如果滤波器的参数匹配不合理,当补偿电流增大时,电感值会快速减小,会导致补偿效果恶化,甚至会放大其他次谐波。而采用仿真或其他常规的计算方法,很难得到准确的计算值。
技术实现思路
针对上述问题,本专利技术的目的为提供一种三电平有源电力滤波器主电路参数的计算方法,准确的计算出在不同额度补偿电流及不同电网电压情况下有源电力滤波器主电路各个元器件的参数值。为了实现上述专利技术目的,本专利技术提出一种三电平有源电力滤波器主电路参数的计算方法,包括步骤:步骤一:将三相四线制APF(有源电力滤波器)在基波旋转坐标系下的数学模型按等幅PARK变换得到dq坐标系函数;步骤 ...
【技术保护点】
1.一种三电平有源电力滤波器主电路参数的计算方法,包括步骤:/n步骤一:将三相四线制APF在基波旋转坐标系下的数学模型按等幅PARK变换得到dq坐标系函数;/n步骤二:将APF补偿五次对称谐波时输出电流分量值带入dq坐标系函数得到补偿五次时总滤波电感的最大取值范围;/n步骤三:将总谐波电流与五次谐波电流输出应进行折算得到装置滤波能力时总滤波电感的最大取值范围;/n步骤四:根据电压电流的矢量关系得到在不同直流母线电压与电网电压下总滤波电感的最小取值范围;/n步骤五:将总滤波电感的最大取值范围公式与总滤波电感的最小取值范围公式综合得到在不同直流电压与电网电压下同时满足电流输出能力与纹波电流限制的电感取值范围;/n步骤六:将LCL滤波器的谐振频率与开关频率及电网频率的关系式进行计算得到主滤波电容容值取值范围;/n步骤七:根据阻尼电阻损耗与流过阻尼电阻的谐波电流关系得出阻尼电阻的阻值范围。/n
【技术特征摘要】
1.一种三电平有源电力滤波器主电路参数的计算方法,包括步骤:
步骤一:将三相四线制APF在基波旋转坐标系下的数学模型按等幅PARK变换得到dq坐标系函数;
步骤二:将APF补偿五次对称谐波时输出电流分量值带入dq坐标系函数得到补偿五次时总滤波电感的最大取值范围;
步骤三:将总谐波电流与五次谐波电流输出应进行折算得到装置滤波能力时总滤波电感的最大取值范围;
步骤四:根据电压电流的矢量关系得到在不同直流母线电压与电网电压下总滤波电感的最小取值范围;
步骤五:将总滤波电感的最大取值范围公式与总滤波电感的最小取值范围公式综合得到在不同直流电压与电网电压下同时满足电流输出能力与纹波电流限制的电感取值范围;
步骤六:将LCL滤波器的谐振频率与开关频率及电网频率的关系式进行计算得到主滤波电容容值取值范围;
步骤七:根据阻尼电阻损耗与流过阻尼电阻的谐波电流关系得出阻尼电阻的阻值范围。
2.根据权利要求一三电平有源电力滤波器主电路参数的计算方法,其特征在于:所述步骤一中将三相四线制APF在基波旋转坐标系下的数学模型按等幅PARK变换得到dq坐标系函数的具体过程为:
基波旋转坐标系下的数学模型为:
式中:ix、Usx、Sx(x=a,b,c)分别表示APF输出电流、电网侧相电压以及逆变器的开关函数;udc为直流母线电压,L为总的输出电感值,R为电感的电阻值;ωt示电网基波正序电压矢量的角度;t为时间;Usa为电网侧A相电压;Usb为电网侧B相电压;Usc为电网侧C相电压;
所述各相开关函数为:
T1-T4为桥臂的IGBT
所述PARK变换矩阵Tabc-dq0为:
所述dq坐标系函数公式为:
3.根据权利要求1所述的三电平有源电力滤波器主电路参数的计算方法,其特征在于:所述步骤二中将APF补偿五次对称谐波时输出电流分量值带入dq坐标系函数得到补偿五次时总滤波电感的最大取值范围的具体过程为:
补偿五次对称谐波时输出电流分量的公式为:
式中:I5为补偿五次谐波输出电流;
将补偿五次对称谐波时输出电流分量代入dq坐标系函数公式得到:
式中:电感的电阻值R=0,Usq=0,最大调制比为m,逆变器输出的交流电压幅值最大为0.5mudc,从而得到:
式中:Usd>0,UsL即电网线电压,进一步得到:
4.根据权利要求1所述的三电平有源电力滤波器主电路参数的计算方法,其特征在于,所述步骤三中将总谐波电...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘钊,魏刚,
申请(专利权)人:武汉德谱斯电气有限公司,
类型:发明
国别省市:湖北;42
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。