三相三线制有源电力滤波器lcl参数研究new

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1、三相三线制有源电力滤波器LCL参数研究赵皋季晓春刘建春李伟江（安科瑞电气股份有限公司上海市201801）摘要：通过分析LCL的滤波数学模型建立三相三线制并联有源电力滤波器仿真模型。对比有源电力滤波器不带LCL滤波和带LCL滤波对系统滤波效果的影响，仿真结果表明：三相三线制有源电力滤波器带LCL滤波可以滤除有源电力滤波器中变流器所产生的高频开关次谐波。关键词：三相三线制；APF；仿真模型；高频；谐波；数学模型；LCL滤波；谐振点中图分类号：TM48文献标识码：ATheLCLparameter’sresearchinginarctivepowerfilterofthree-pha

2、sethree-wiresystemsimulationJIXiao-chun,LIUJian-chun,ZHAOGao,LIWei-jiang(AcrelElectricalco.LTD,Shanghai201801,China)Abstract：Three-phasethree-wireactivepowerfilter(APF)cancompensatepowersystemharmonics,whenAPFcompensatingtheharmonic,theAPF'sinverteralsohasswitchingfrequencyofthehighorderhar

3、monics,byanalyzingLCLfiltermathematicalmodelcanbuildathree-phasethree-wiresystemactivepowerfiltersystemsimulationmodel.WecancomparetheactivepowerfilterwithoutLCLandwithLCL，whateffectcantheyhave,thesimulationresultsshowthatthree-phasethree-wireAPFwithLCLfiltercanfilterouttheconverterofAPF'sh

4、igh-frequencyswitchingharmonics.Keywords：three-phasethree-wiresystem;APF;simulation-model;high-frequency;harmonic1引言三相三线制有源电力滤波器（APF）可以对现代电力系统中的谐波进行补偿，但是有源电力滤波器本身变流器采用的是PWM调制技术，采用PWM调制技术会产生高频的开关次谐波，这些高次谐波会对一些设备产生很大的电磁干扰，影响设备的正常运行[1-3]。有源电力滤波器对谐波电流进行补偿时，需要及时跟踪指令电流。当输出电抗器感量选的很小时，虽然保证了电流的跟踪效果却

5、造成电流的开关次纹波很大；APF的输出电抗器的感量也不能够太大，否则桥臂输出电流会滞后指令电流，造成补偿效果变差。由此可以看出在选取小感量电抗器保证电流跟踪效果的同时需要在并网点加上LCL滤波环节来滤除开关次高频纹波[4]。在有源滤波器并网时加上LCL滤波环节后参数选取会影响滤波效果，甚至造成系统谐振，因此需要先分析了解带LCL的APF数学模型，找到谐振点以及合适的参数，从而保证滤波的效果最好。2三相三线制APF-LCL数学模型三相三线制APF采用LCL并网接法结构图如图1所示[5-6]。图1APF的LCL并网接法图1中的、、为电网侧相电压，、、为变流桥交流侧电压，为APF输

6、出电抗感量，为LCL电网侧电抗感量，C为LCL电容值，R为电阻值。将图1的三相结构模型等效成单相的结构模型为图2所示，阻尼电阻R的作用是抑制谐振。根据图2得到LCL的数学模型为方程组（1）：图2等效的单相LCL模型（1）方程组（1）经拉普拉斯变换后的到结构框图如图3所示。图3等效单相LCL模型结构框图可以得到传递函数、、。（2）（3）（4）可以得出谐振频率为：。2APF-LCL数学模型的参数分析根据参考文献[7-8]中LCL参数的选取方法，并考虑到LCL电容值参数在APF不可控整流预充电过程中有较大的影响（例如APF启动时限流电阻为51Ω，40uF电容时整流后直流侧电压稳定在

7、473V，整流时直流侧电容充电过程如图4所示），在APF仿真模型中LCL参数分别取值为表1，分析改变电气参数对系统性能的影响。图4LCL中C为40uF时C上电压曲线表1LCL参数取值L1(mH)L2(mH)C(uF)R（Ω）0.350.084010.350.085010.350.086010.350.15010.350.085000.350.08502分组对比分析各个参数的影响：（1）L1=0.35mH，L2=0.08mH，R=1Ω，改变C的值为40uF、50uF、60uF时对比传递函数的伯德图（如图5