基于LCL濾波器的風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)側(cè)變換器的研究_圖文

1、聲尸明本人鄭重聲明：此處所提交的碩士學(xué)位論文基于濾波器的風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)側(cè)變換器的研究，是本人在華北電力大學(xué)攻讀碩士學(xué)位期間，在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果。據(jù)本人所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果，也不包含為獲得華北電力大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過(guò)的材料與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：）麴丕墊日期：關(guān)于學(xué)位論文使用授權(quán)的說(shuō)明本人完全了解華北電力大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保管、并向有關(guān)部門送交學(xué)位論文的原件與復(fù)印件；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印或其它

2、復(fù)制手段復(fù)制并保存學(xué)位論文；學(xué)?？稍试S學(xué)位論文被查閱或借閱；學(xué)?？梢詫W(xué)術(shù)交流為目的，復(fù)制贈(zèng)送和交換學(xué)位論文；同意學(xué)?？梢杂貌煌绞皆诓煌襟w上發(fā)表、傳播學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容。（涉密的學(xué)位論文在解密后遵守此規(guī)定）作者簽名：啦¨陵篙名期簽導(dǎo)日 華北電力人學(xué)碩士學(xué)位論文摘要級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由于功率大，其網(wǎng)側(cè)變換器采用傳統(tǒng)的濾波器時(shí)電感值較大，既增加了制造成本又降低了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，而采用濾波器可解決上述問(wèn)題。本文建立了采用濾波器的網(wǎng)側(cè)變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)了濾波器的參數(shù)。針對(duì)濾波器存在的諧振現(xiàn)象，提出了有源阻尼方法，并分析了各種電流反饋控制策略，在此基礎(chǔ)上給出了基于電網(wǎng)電壓定向的

3、雙閉環(huán)矢量控制方法?？紤]到實(shí)際電力系統(tǒng)三相電壓不平衡情況，提出了抑制交流側(cè)負(fù)序電流和抑制直流側(cè)二次諧波的控制策略。在舊平臺(tái)下進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果證明了本文提出的基于濾波器的網(wǎng)側(cè)變換器控制方法和策略的正確性，為工程應(yīng)用提供了可靠參考。關(guān)鍵詞：濾波器，電流反饋，有源阻尼法，矢量控制，不平衡控制，嘶，（）：， 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文目錄中文摘要英文摘要第一章緒論本課題的提出國(guó)內(nèi)外關(guān)于的研究現(xiàn)狀控制策略的研究濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)本論文的主要工作第二章數(shù)學(xué)模型及控制策略研究的數(shù)學(xué)模型三相坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型兩相坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型中電流反饋控制策略分析網(wǎng)側(cè)電流反饋控制網(wǎng)側(cè)電流和電容電流雙內(nèi)環(huán)反饋控制變換器側(cè)電

4、流反饋控制中的阻尼控制策略分析虛擬阻尼法基于超前網(wǎng)絡(luò)的法無(wú)電壓傳感器的有源阻尼第三章濾波器的原理分析及參數(shù)選擇濾波器對(duì)系統(tǒng)性能影響的定性分析濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)總電感的限制條件濾波電容。的選擇電感厶和的選擇阻尼電阻勵(lì)的選擇第四章控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析電壓電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)電流內(nèi)環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)電壓外環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制給定電壓所在扇區(qū)的判斷給定電壓兩個(gè)相鄰矢量作用時(shí)間的計(jì)算在中的實(shí)現(xiàn)仿真驗(yàn)證分析第五章不平衡電網(wǎng)下的控制策略電網(wǎng)不平衡時(shí)網(wǎng)側(cè)變換器的數(shù)學(xué)模型電網(wǎng)不平衡時(shí)的網(wǎng)側(cè)變換器控制策略電網(wǎng)不平衡時(shí)交流側(cè)電流的控制算法電網(wǎng)不平衡電動(dòng)勢(shì)的檢測(cè)抑制交流側(cè)負(fù)序電流的控制策略抑制直流側(cè)電壓波動(dòng)的控制策略基于筇坐標(biāo)

5、系的功率平衡控制策略電網(wǎng)不平衡時(shí)仿真不平衡電網(wǎng)下采用傳統(tǒng)雙閉環(huán)控制策略仿真抑制交流側(cè)負(fù)序電流控制策略仿真抑制直流側(cè)電壓波動(dòng)控制策略仿真基于筇坐標(biāo)系的功率平衡控制策略仿真第六章結(jié)論及展望論文研究工作總結(jié)對(duì)后續(xù)工作的展望參考文獻(xiàn)致謝在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參加科研情況本課題的提出第一章緒論風(fēng)力發(fā)電作為一種有效的可再生能源利用形式，近年來(lái)越來(lái)越受到關(guān)注。變速恒頻（，）風(fēng)力發(fā)電由于具有運(yùn)行效率高、機(jī)組磨損小、電能質(zhì)量好等諸多優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的關(guān)注和深入的研究【¨實(shí)現(xiàn)變速恒頻發(fā)電的方式很多，其中采用雙饋異步發(fā)電機(jī)（，）的交流勵(lì)磁變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是最具優(yōu)勢(shì)的方案之一在該方案中，定子接入電網(wǎng)，

6、轉(zhuǎn)子由電力變換器提供勵(lì)磁，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電壓的幅值、頻率和相位，實(shí)現(xiàn)定子恒頻恒壓輸出。變換器具有可實(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng)、諧波污染小、功率因數(shù)高以及恒定直流電壓控制等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源的并網(wǎng)發(fā)電等控制中。在變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，兩電平電壓型雙變換器（）是可用作風(fēng)力發(fā)電交流勵(lì)磁電源的最具優(yōu)勢(shì)的一種變換器【】。兩電平電壓型雙變換器是由兩個(gè)完全相同的電壓型變換器（，下稱）通過(guò)直流母線背靠背連接而成的，通常按其位置分為網(wǎng)側(cè)變換器和轉(zhuǎn)子側(cè)變換器【卜【】。其中，網(wǎng)側(cè)變換器的作用為：一是使輸入電流的波形接近正弦，諧波含量少，實(shí)現(xiàn)可調(diào)的功率因數(shù)控制；二是保證直流母線電壓的穩(wěn)定。等相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)

7、定風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)側(cè)變換器輸出的并網(wǎng)電流波形總諧波畸變率（）應(yīng)小于，因此對(duì)風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及控制策略提出了更高的要求。由于變換器的開關(guān)頻率一般為，會(huì)產(chǎn)生開關(guān)頻率及其整數(shù)倍處的高頻諧波分量，可能對(duì)電網(wǎng)中對(duì)電磁干擾敏感的設(shè)備產(chǎn)生不利影響【】。因此，一般在變換器和電網(wǎng)之間串入無(wú)源濾波器，該濾波器不但抑制變換器輸出的諧波電流，更中的是可為變換器與電網(wǎng)間的能量交換提供條件。在功率等級(jí)較低的并網(wǎng)變流器中，一般采取在網(wǎng)側(cè)變換器和電網(wǎng)之間串聯(lián)電感來(lái)實(shí)現(xiàn)以上目的。通過(guò)增大電感值，減小開關(guān)頻率附近的高次諧波。基于濾波器的電壓型變換器（下稱）的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示：華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文圖卜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖隨著

8、風(fēng)機(jī)單機(jī)容量的不斷增大，基于效率和可靠性的考慮，其變換器的開關(guān)頻率一般較低。如在級(jí)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中變換器的開關(guān)頻率一般選，為了濾除高次開關(guān)諧波，相應(yīng)需要選擇較大的電感參數(shù)。但電感值的增大會(huì)帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題：一是大功率的電感較貴、制造困難，從而帶來(lái)制造成本和體積的增加；二是大電感會(huì)使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能下降。為了克服上述問(wèn)題，可采用濾波器代替濾波器。濾波器的濾波效果較好且使用的電感值也較小，在級(jí)風(fēng)機(jī)并網(wǎng)變流器中得到了廣泛應(yīng)用【刀，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示：圖的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖濾波器的阻抗值與流過(guò)的電流頻率成反比，頻率越高，阻抗越小，所以可以濾除高頻諧波【。但濾波器也有其自身的缺陷：由于濾波電容支路的增加，使得的電流控

9、制系統(tǒng)由一階變?yōu)槿A，控制更為復(fù)雜。并且在某些高次諧波電流下，濾波器的總阻抗接近零，將導(dǎo)致諧振效應(yīng)，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性【】。因此，需要在以往的理論基礎(chǔ)上研究適合基于濾波器的變換器（下稱）的控制策略。為了抑制諧振，還需要研究增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的控制策略。由于濾波器參數(shù)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，如何選擇合適的參數(shù)提高系統(tǒng)性能也是需要研究的問(wèn)題。隨著風(fēng)電機(jī)組的大規(guī)模并網(wǎng)，電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電機(jī)組的故障運(yùn)行能力要求不斷提高，電網(wǎng)故障情況下的動(dòng)態(tài)特性和控制算法也成為研究熱點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外關(guān)于的研究現(xiàn)狀目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于的研究主要體現(xiàn)在控制策略和濾波器的設(shè)計(jì)兩個(gè)方面?？刂撇呗缘难芯俊靠刂撇呗缘难芯恐饕ㄈ齻€(gè)方面：諧振抑制技術(shù)、閉環(huán)控制策略和

10、電網(wǎng)故障下的控制策略。為了解決濾波器的諧振問(wèn)題，一般采用在已有控制策略的基礎(chǔ)上增加阻尼控制的方法。阻尼方法分為兩種：一種稱為“無(wú)源阻尼法（，簡(jiǎn)稱）”】【屹】，通過(guò)在電容支路上串聯(lián)電阻來(lái)使系統(tǒng)穩(wěn)定，這種方法穩(wěn)定可靠，在工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，但加入的電阻會(huì)增加系統(tǒng)的損耗；另一種稱為“有源阻尼法（，簡(jiǎn)稱）】【。，通過(guò)修正控制算法使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定，抑制諧振，而且避免了無(wú)源阻尼的損耗問(wèn)題。由于可以降低系統(tǒng)損耗，關(guān)于的研究已成為當(dāng)今的研究熱點(diǎn)之一。在文獻(xiàn)】中提出了“虛擬電阻”的策略，通過(guò)傳遞函數(shù)的變換，虛擬出一個(gè)阻尼電阻替代實(shí)際的電阻。由于具有簡(jiǎn)明的物理意義，該方法在工業(yè)上得到一定的應(yīng)用。文獻(xiàn)】中提出一種采用

11、“超前滯后（）的濾波電容電壓反饋方法，采用這種方法不會(huì)帶來(lái)功率損耗，但是參數(shù)的選擇比較復(fù)雜，不利于實(shí)際應(yīng)用。在文獻(xiàn)】中提出了基于雙帶通濾波器的方法，該方法不需要額外的傳感器，但其采用的遺傳算法增加了控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度，目前在工業(yè)上還很難得到應(yīng)用。方法的局限性在于大都需要額外增加傳感器，從實(shí)際應(yīng)用角度看，既增加了系統(tǒng)成本，又降低了系統(tǒng)可靠性。因此，研究無(wú)交流電壓傳感器的控制策略就變得很有必要【擂】。文獻(xiàn)】【】根據(jù)瞬時(shí)無(wú)功功率理論對(duì)無(wú)交流電壓傳感器的控制策略進(jìn)行了初步研究。目前的控制策略大多是在的控制策略基礎(chǔ)上引申得到的，主要分為電壓矢量定向控制（）】【和直接功率控制（）】【。其中，是目前應(yīng)用較多

12、的成熟控制策略，而由于動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、原理簡(jiǎn)單，近年來(lái)也得到了廣泛應(yīng)用。在中，濾波器由于電容支路的增加，使得電流內(nèi)環(huán)控制的交流電流采樣有了多種選擇。根據(jù)電流采樣位置的不同，電流內(nèi)環(huán)控制策略可分為網(wǎng)側(cè)電流反饋控制【、變換器側(cè)電流反饋控制【以及網(wǎng)側(cè)電流和電容電流雙內(nèi)環(huán)反饋控制【。對(duì)而言，傳統(tǒng)的沒(méi)有電流內(nèi)環(huán)，不能采用已有的有源阻尼方法。文獻(xiàn)】中提出了針對(duì)的直接功率控制策略，將傳統(tǒng)方法中給出的電流或電壓參考值轉(zhuǎn)化為功率參考值，將有功、無(wú)功分量減去阻尼分量后就可以避免諧振現(xiàn)象?？紤]到濾波器的特性，有學(xué)者提出了專門針對(duì)濾波器的控制策略【】。和在文獻(xiàn)中提出了基于濾波器的斬波器的無(wú)差拍控制，這是最早的基于濾波器的

13、控制策略。在該方法的基礎(chǔ)上，等人提出了改進(jìn)的矢量無(wú)差拍控制策略【，該策略只需要一組電流和電壓傳感器，其他的量可以由狀態(tài)觀測(cè)器獲得，系統(tǒng)的擾動(dòng)可以用無(wú)源阻尼來(lái)衰減。與傳統(tǒng)的整流器相比，改進(jìn)的無(wú)差拍控制方法的脈沖寬度根據(jù)當(dāng)前的電路狀態(tài)實(shí)時(shí)確定，因而具有更優(yōu)越的動(dòng)態(tài)性能。在實(shí)際系統(tǒng)中，三相電網(wǎng)不可能完全對(duì)稱，而不平衡的電網(wǎng)電壓由于存在零序和負(fù)序分量，會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)和電力用戶造成一系列的危害。此外，大規(guī)模的風(fēng)電并網(wǎng)，對(duì)風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)運(yùn)行和不間斷運(yùn)行能力提出了更高的要求，需要能在一定的不平衡電網(wǎng)條件下實(shí)現(xiàn)可靠運(yùn)行。因此，研究不平衡電網(wǎng)下的控制策略是十分必要的【】【】。由于主要考慮低頻下的運(yùn)行特性，關(guān)于不平

14、衡控制策略可由延申得到。文獻(xiàn)】中采用對(duì)稱分量分析方法，以三相從電網(wǎng)吸收平衡的瞬時(shí)功率為約束條件求出消除三相直流電流（電壓）非特征諧波的交流側(cè)正序、負(fù)序指令電流信號(hào)，但采用調(diào)節(jié)器無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)序電流的無(wú)差跟蹤控制，從而影響了系統(tǒng)的控制性能，且不能完全消除直流電壓中的非特征諧波。文獻(xiàn)】中提出了采用正序、負(fù)序兩套同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（下稱）的獨(dú)立電流跟蹤控制方案，由于正、負(fù)序電流在正、負(fù)序中均表現(xiàn)為直流量，顯然采用調(diào)節(jié)器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)正、負(fù)序電流的無(wú)靜差跟蹤控制。但該控制方案由于采用了兩套構(gòu)成四個(gè)電流內(nèi)環(huán)，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化；此外，該方案需要對(duì)正負(fù)序電流進(jìn)行獨(dú)立檢測(cè)，當(dāng)采用了低通濾波器進(jìn)行正負(fù)序電流檢測(cè)時(shí)，系統(tǒng)

15、的控制帶寬將受到影響。也有學(xué)者專門針對(duì)進(jìn)行了不平衡控制策略的研究，如文獻(xiàn)】中提出了改進(jìn)的正負(fù)序電流獨(dú)立控制策略。年，和提出了三閉環(huán)不平衡控制策略【，其電壓外環(huán)采用傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制方式，電流內(nèi)環(huán)采用雙內(nèi)環(huán)的控制結(jié)構(gòu)。第一內(nèi)環(huán)是網(wǎng)側(cè)電流內(nèi)環(huán)，第二內(nèi)環(huán)是電容電流內(nèi)環(huán)，相當(dāng)于在矢量控制的基礎(chǔ)上引入了電容電流內(nèi)環(huán)來(lái)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。該策略對(duì)于不平衡電網(wǎng)電壓有較強(qiáng)的魯棒性，但所需傳感器數(shù)量多，需要兩組電流傳感器和一組電壓傳感器，限制了其實(shí)用性。目前國(guó)內(nèi)對(duì)的控制策略研究也日益增多，主要集中在合肥工業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)、中科院電工所等高校。但目前還處在消化、吸收國(guó)外的控制策略階段，至今仍然沒(méi)有提出一種新的完善的控制

16、方法。濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)濾波器由于參數(shù)較多，參數(shù)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜。為了獲得良好的濾波特性、電流響應(yīng)特性以及功率特性，網(wǎng)側(cè)電感、變換器側(cè)電感和濾波電容的參數(shù)選擇及優(yōu)化組合顯得非常重要【】【】。濾波器在低頻時(shí)可近似等效于濾波器，但高頻時(shí)兩者的傳輸特性有著明顯的區(qū)別，需要加入阻尼控制，這也增加了參數(shù)選擇的復(fù)雜性。因此，如何優(yōu)化設(shè)計(jì)濾波器參數(shù)也是當(dāng)前一個(gè)重要的研究方向。文獻(xiàn)】定性分析了濾波器各參數(shù)變化對(duì)濾波特性的影響，為參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。文獻(xiàn)】給出了濾波器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，根據(jù)諧振頻率限制、電容的無(wú)功功率限制、總電感值限制、電流響應(yīng)速度限制等條件給出了參數(shù)設(shè)計(jì)流程。但該方法是一種嘗試法，需要反復(fù)計(jì)算校驗(yàn)，

17、變換器側(cè)電感的計(jì)算非常繁瑣，阻尼電阻的選取采用經(jīng)驗(yàn)公式，而且未考慮實(shí)際控制器引入的延時(shí)對(duì)系統(tǒng)控制性能的影響。為此，文獻(xiàn)提出了非理想工作條件下的參數(shù)設(shè)計(jì)，對(duì)實(shí)際中可能存在的計(jì)算延時(shí)、電網(wǎng)不平衡、傳感器安放位置不同引起的測(cè)量誤差等進(jìn)行了分析，并在設(shè)計(jì)過(guò)程考慮這些因素的影響，具有一定的實(shí)際意義。文獻(xiàn)提出了一種新的設(shè)計(jì)方法，基于文獻(xiàn)】中對(duì)濾波器參數(shù)的限制，利用電流的紋波要求，得出濾波器的等效電感，然后利用諧振頻率作為中間參數(shù)，推導(dǎo)出了以電流諧波的衰減比例為變量的二次方程，通過(guò)對(duì)方程的求解，得到濾波器的參數(shù)。本論文的主要工作隨著電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行能力的不斷提高，風(fēng)電機(jī)組中的優(yōu)化設(shè)計(jì)和高性能運(yùn)行愈發(fā)顯

18、得重要。在國(guó)家自然科學(xué)基金“雙饋式變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行能力優(yōu)化策略（）的資助下，本文從的濾波器設(shè)計(jì)和控制策略兩個(gè)方面開展了研究，主要工作和成果如下：（）根據(jù)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，建立了三相靜止和兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)濾波器本身的頻率特性進(jìn)行了研究。（）針對(duì)濾波器存在的諧振問(wèn)題，總結(jié)并分析了各種阻尼控制策略，并重點(diǎn)對(duì)有源阻尼控制進(jìn)行了研究。在此基礎(chǔ)上研究了的矢量控制策略，并對(duì)電流內(nèi)環(huán)不同的反饋控制策略進(jìn)行了對(duì)比分析。（）在定性分析了濾波器各參數(shù)對(duì)系統(tǒng)影響的基礎(chǔ)上，提出了一套實(shí)用的參數(shù)設(shè)計(jì)流程方法。（）建立了基于的矢量控制仿真模型，對(duì)濾波器參數(shù)、參數(shù)的變化對(duì)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能與靜態(tài)性能的影

19、響進(jìn)行了研究。（）從抑制交流負(fù)序電流和直流側(cè)電壓二次諧波兩方面，研究了在不平衡三相電網(wǎng)條件下的控制策略。為了提高系統(tǒng)的實(shí)用性，提出了基于兩相靜止坐標(biāo)系下的不平衡控制策略，并通過(guò)仿真模型進(jìn)行了理論驗(yàn)證。第二章數(shù)學(xué)模型及控制策略研究的數(shù)學(xué)模型要研究網(wǎng)側(cè)變換器的動(dòng)態(tài)、穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能及其控制策略，首先必須建立其數(shù)學(xué)模型。的數(shù)學(xué)模型與類似，但由于濾波器為三階，傳輸特性將有所變化，其頻率特性在不同的頻段內(nèi)有不同的特點(diǎn)。本章先建立了三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，然后為了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方便，建立了兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。三相坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型時(shí)域下主回路結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：（）圖時(shí)域下的主回路圖在圖中，厶、尼分別

20、為網(wǎng)側(cè)電感及其寄生電阻；、分別為變換器側(cè)電感及其寄生電阻；為濾波器電容；艮為直流支撐電容；（后，）為功率開關(guān)器件的開關(guān)函數(shù)【】（鼠時(shí)，上橋臂器件導(dǎo)通，下橋臂器件關(guān)斷；鼠時(shí)，上橋臂器件關(guān)斷，下橋臂器件導(dǎo)通）。為研究方便，將轉(zhuǎn)子側(cè)變換器以一恒定負(fù)載代替。假設(shè)電網(wǎng)側(cè)為三相平衡電網(wǎng)，濾波電感為線性，且不考慮飽和。在靜止坐標(biāo)系下以單相電路（，）分析，根據(jù)基爾霍夫電壓、電流定律，得到的數(shù)學(xué)模型為：既（）：咫私（）厶掣（）砸）吲卅。掣叫歸酬）三警州）望螋：玩（）一豇（）、（）（）（）（）式中，枷為單相網(wǎng)側(cè)電流，豇為變換器側(cè)電流，池電容支路電流，為電網(wǎng)電壓，為電容電壓，變換器側(cè)橋臂輸出電壓，玩為直流電容支路電

21、流，為負(fù)載電流。吲躑）一；。委，。躑艦缸（）（）兩相坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型（）（）三相坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型具有物理意義清晰、直觀等特點(diǎn)，但其交流側(cè)電壓回路方程是以時(shí)變信號(hào)出現(xiàn)的，不利于控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。為此，需要通過(guò)坐標(biāo)變換將標(biāo)系下的量轉(zhuǎn)換到以電網(wǎng)基波頻率同步旋轉(zhuǎn)的由坐標(biāo)系下，將時(shí)變量轉(zhuǎn)換為直流量，以方便實(shí)現(xiàn)網(wǎng)側(cè)變換器的有功和無(wú)功分量的解耦、獨(dú)立控制。在進(jìn)行變換后，就可以得到兩相由坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型：厶皇竽：一凡婦一彩一甜厶掣：一，白一甜國(guó)，：一尺婦一“粵：一“一均。：一豇一婦（）（）（）（）（）華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文。：一島國(guó)鐘留島班已絲：一（婦橢）一豇、（）（一）式中：、分別為電網(wǎng)電壓的、軸分量；

22、、幺分別為網(wǎng)側(cè)電流的、軸分量；毛、分別為變換器側(cè)電流的、軸分量；、分別為濾波電容電壓的、軸分量；屹、屹分別為變換器側(cè)橋臂輸出電壓的、軸分量；島、分別為開關(guān)函數(shù)的、軸分量；彩為電網(wǎng)電壓的同步角速度。網(wǎng)側(cè)變換器從電網(wǎng)吸收的有功功率和無(wú)功功率分別為：（）若將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的軸定向于電網(wǎng)電壓，即，則上式變?yōu)椋?，、一吃（）上式說(shuō)明：在由坐標(biāo)系下實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)側(cè)有功分量和無(wú)功分量的解耦。尸表示網(wǎng)側(cè)變換器工作于整流狀態(tài)，從電網(wǎng)吸收能量；表示網(wǎng)側(cè)變換器處于逆變狀態(tài)，能量從直流側(cè)回饋到電網(wǎng)。表示網(wǎng)側(cè)變換器呈容性，從電網(wǎng)吸收超前的無(wú)功；表示網(wǎng)側(cè)變換器呈感性，從電網(wǎng)吸收滯后的無(wú)功。變換器、軸上的電流分量島分別控制網(wǎng)側(cè)的有功

23、功率尸和無(wú)功功率。因此，只要控制屯的正負(fù)即可實(shí)現(xiàn)有功功率的雙向流動(dòng)，控制乞可以控制無(wú)功功率。式即為基于電壓矢量定向控制（）中電流環(huán)的基本控制思想，具體設(shè)計(jì)過(guò)程詳見第四章。中電流反饋控制策略分析濾波器的單相電路（口，）如圖所示，其頻域下的數(shù)學(xué)模型為：一幻彩島華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文如鬲（一鍬）趾一鍬三尺、“：上（一豇）“一船、枷麗（）壇工疃、電網(wǎng)側(cè)厶三忍二尺變換器側(cè)圖濾波器的單相電路圖（）中，由于濾波電容支路的增加，使得交流側(cè)電流可測(cè)量的位置有多個(gè)，故其控制方案也有多種選擇。根據(jù)電流采樣位置的不同，目前常采取的策略為網(wǎng)側(cè)電流反饋控制【和變換器側(cè)電流反饋控制【。此外，還有利用濾波器的網(wǎng)側(cè)電流和電容

24、電流的雙閉環(huán)復(fù)合控制策略【。網(wǎng)側(cè)電流反饋控制變換器無(wú)論采用濾波器還是濾波器，其控制系統(tǒng)的目的都是控制網(wǎng)側(cè)電流（口，）。因此，參照中的電流反饋控制，首先考慮在中采取網(wǎng)側(cè)電流（口，）進(jìn)行反饋控制。在由坐標(biāo)系中，取婦、函事為參考電流。為使網(wǎng)側(cè)變換器運(yùn)行于單位功率因數(shù)，令島幸，軔則由電壓外環(huán)決定；同時(shí)測(cè)量網(wǎng)側(cè)電流以跟蹤參考電流。其閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)如下圖所示。圖網(wǎng)側(cè)電流反饋結(jié)構(gòu)框圖由圖可得，電流環(huán)的開環(huán)傳遞函數(shù)（）為：啡，旦高器耥式中，（）云百，：）歷，）云再瓦，（）為調(diào)節(jié)器（）為了便于分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性，（）選擇為比例調(diào)節(jié)器，即（），并忽略電感寄生電阻，即令。電流環(huán)開環(huán)傳遞函數(shù)為：（）而歷而利用工具可繪制其

25、電流環(huán)根軌跡如下圖所示：簍麓鈉疆至×檻（）（），弦、。鋤：冷一旦乳：曼一罌必：；：謄餐零主：爹霉妻耋霎彰：圖采用網(wǎng)側(cè)電流反饋時(shí)電流環(huán)根軌跡圖由圖可知：當(dāng)選擇電流作為變量進(jìn)行反饋控制時(shí)，系統(tǒng)的根軌跡只有少部分位于平面的左半平面，大部分位于復(fù)平面右半平面。當(dāng)比例增益，稍微增大時(shí)，系統(tǒng)就有可能會(huì)變得不穩(wěn)定。因此，中不宜采用網(wǎng)側(cè)電流控制。網(wǎng)側(cè)電流和電容電流雙內(nèi)環(huán)反饋控制由于選擇網(wǎng)側(cè)電流作為內(nèi)環(huán)控制變量，網(wǎng)側(cè)變換器易處于不穩(wěn)定狀態(tài)，為了提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，文獻(xiàn)【】提出了網(wǎng)側(cè)電流和電容電流雙內(nèi)環(huán)反饋控制策略，以電容電流級(jí)作為第一內(nèi)環(huán)控制變量，網(wǎng)側(cè)電流軌作為第二內(nèi)環(huán)控制變量，其閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)如下圖所示：

26、圖網(wǎng)側(cè)電流和電容電流雙內(nèi)環(huán)反饋結(jié)構(gòu)框圖忽略電網(wǎng)電壓的影響，網(wǎng)側(cè)電流礎(chǔ)只受電容電壓的控制。而電容電流缸為電容電壓信號(hào)的一階微分，反映了電容電壓的變換趨勢(shì)。因此，只要控制了電容電流缸，就可以控制，進(jìn)而達(dá)到控制軌的目的。由圖可得，電流環(huán)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：矗而篙鬻鬻式中，（）、）都是調(diào)節(jié)器為了分析方便，?。ǎ?，（），得電流環(huán)開環(huán)傳遞函數(shù)為：（）瓦萬(wàn)磊五萬(wàn)瓦歷繪制出其電流環(huán)根軌跡如下圖所示：（）（）圖采用雙內(nèi)環(huán)電流反饋時(shí)電流環(huán)根軌跡圖由圖可知，與網(wǎng)側(cè)電流反饋相比，電流閉環(huán)極點(diǎn)分布在平面左半平面的部分增大，通過(guò)合理調(diào)整比例增益和腸：就可使系統(tǒng)穩(wěn)定，因此，系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到了改善。但和的取值范圍是受限制的，當(dāng)

27、比例增益大到一定程度時(shí)，系統(tǒng)仍有可能變得不穩(wěn)定。電流雙內(nèi)環(huán)反饋控制可以在一定程度上提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，但是需要同時(shí)檢測(cè)變換器側(cè)電流和網(wǎng)側(cè)電流，增加了系統(tǒng)中電流傳感器的數(shù)量，從而降低了其實(shí)際應(yīng)用性。變換器側(cè)電流反饋控制對(duì)變換器側(cè)電流進(jìn)行采樣時(shí)，可以更快地檢測(cè)到變流器的過(guò)流故障，封鎖脈沖，對(duì)功率器件進(jìn)行保護(hù)。因此，不少文獻(xiàn)中都采取了變換器側(cè)電流反饋這種方案【，其閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)如下圖所示：華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文圖變換器側(cè)電流反饋結(jié)構(gòu)框圖選擇變換器側(cè)電流，）進(jìn)行反饋控制時(shí)，其開環(huán)傳遞函數(shù)為：函（）瓦瀝，（而）利用工具繪制電流環(huán)根軌跡如下圖所示：絲琵霸匹曼（）（）圖采用變換器側(cè)流反饋時(shí)電流環(huán)根軌跡圖由圖可知

28、：當(dāng)選擇電流矗作為變量進(jìn)行反饋控制時(shí)，系統(tǒng)的根軌跡除少數(shù)極點(diǎn)分布在虛軸，其他極點(diǎn)都分布在平面的左半平面，比例增益骱可調(diào)范圍華北電力大學(xué)碩十學(xué)位論文大，系統(tǒng)的穩(wěn)定性好。與網(wǎng)側(cè)電流反饋控制不同的是，在由坐標(biāo)系下采用變換器側(cè)電流反饋控制時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)側(cè)變換器單位功率因數(shù)運(yùn)行，軸指令電流信號(hào)，需要對(duì)濾波器造成的相移進(jìn)行補(bǔ)償【，取無(wú)功參考電流為：一（一）（）式中，國(guó)為基波角頻率；為濾波電容；橋臂輸出電壓軸分量；厶為總電感厶通過(guò)對(duì)上述種電流反饋控制策略分析后可知，采取網(wǎng)側(cè)電流反饋易使系統(tǒng)不穩(wěn)定；加上電容電流后的雙內(nèi)環(huán)電流反饋雖然能提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，但需要增加電流傳感器，而調(diào)節(jié)器數(shù)量的增加也降低了系統(tǒng)的可靠性

29、；變換器側(cè)電流反饋雖然結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，需要增加相移補(bǔ)償環(huán)節(jié)，但系統(tǒng)穩(wěn)定性好，且只需檢測(cè)變換器側(cè)電流（一般變換器輸出都內(nèi)置了輸出電流傳感器）。因此，在本文后續(xù)的研究中電流內(nèi)環(huán)將采用變換器側(cè)電流反饋控制策略。中的阻尼控制策略分析濾波器在某些頻率點(diǎn)存在著諧振問(wèn)題，一定程度上降低了系統(tǒng)的可靠性。為了增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，常見的方法就是在濾波器的電容支路中串入電阻來(lái)增加系統(tǒng)的阻尼。這種串電阻的方法就叫做無(wú)源阻尼法。電容支路在未加阻尼電阻時(shí)，變換器側(cè)電壓對(duì)電流如的傳遞函數(shù)（）為：，器麗鬲島（）由上式可以看出，傳遞函懶率為紕藤。為了抑錆¨諧振王見象，在電容支路串聯(lián)阻尼電阻砌，通常取值為諧振點(diǎn)電容阻抗的，

30、即（×），此時(shí)傳遞函數(shù)變?yōu)椋海ǎ┩呙婷婷婷娑ǎ┤A北電力大學(xué)碩：卜學(xué)位論文作出（）和（）的圖如下圖所示：合粵、，端毋也：一：÷卜夕（；一卜卜：、；：卜：弋：萬(wàn)：（）由圖可以看出：（）的圖上有個(gè)幅值很大的尖峰，諧波電流在峰值處會(huì)被放大，增大了諧波的畸變率。串聯(lián)了阻尼電阻后，）的圖上就沒(méi)有產(chǎn)生大幅度的峰值，不會(huì)對(duì)諧波電流產(chǎn)生放大，這樣就抑制住了諧振的發(fā)生，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。無(wú)源阻尼法方法簡(jiǎn)單，但加入的電阻會(huì)增加系統(tǒng)損耗。因此，下文將重點(diǎn)對(duì)有源阻尼法（）進(jìn)行分析研究。虛擬阻尼法虛擬電阻，就是用控制算法去替代實(shí)際電阻阻尼的作用，主要是通過(guò)對(duì)傳遞函數(shù)框圖進(jìn)行結(jié)構(gòu)變換得到的。電容

31、支路串聯(lián)電阻后其結(jié)構(gòu)框圖如圖所示，對(duì)其進(jìn)行等效變換后的結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。：華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文圖電容支路串聯(lián)電阻時(shí)電流內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)框圖一一！圖等效變換后的電容支路串聯(lián)電阻時(shí)電流內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)框圖由圖可以看出，虛擬電阻的原理為：對(duì)電容器電流進(jìn)行采樣，并通過(guò)微分環(huán)節(jié)，微分器的輸出加到變換器側(cè)電流的參考電流上，相當(dāng)于改變了參考電流信號(hào)。利用上述結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一個(gè)虛擬電阻，代替實(shí)際電阻的作用。在電流內(nèi)環(huán)的控制中，參考電流就變?yōu)?。只要確定了濾波電容。和阻尼電阻的參數(shù)值，微分環(huán)節(jié)的系數(shù)就可以求得，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)虛擬阻尼。采用虛擬阻尼策略的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)如圖一所示：華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文圖基于虛擬阻尼控制的雙閉環(huán)控制框圖采

32、用虛擬阻尼法可以抑制濾波器的諧振，且不會(huì)帶來(lái)功率損耗問(wèn)題。需要增加額外電流傳感器和微分器，其中微分器會(huì)對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行放大，帶來(lái)噪聲問(wèn)題。基于超前網(wǎng)絡(luò)的法但該方法會(huì)給系統(tǒng)在濾波器中，將超前網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)在電容電壓反饋檢測(cè)通道中，然后將輸出值疊加到電流調(diào)節(jié)器輸出，從而間接的實(shí)現(xiàn)超前網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)償作用。超前網(wǎng)絡(luò)的表達(dá)式為：邵慕式中，乃為時(shí)間常數(shù)，口基于超前網(wǎng)絡(luò)的電流內(nèi)環(huán)控制【】結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示廣、一）弭旨一掣；協(xié)）卜匝（）華！皇查查堂塑主堂垡堡塞一圖基于超前網(wǎng)絡(luò)的電流內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)圖在圖中，（）、）和（）的傳遞函數(shù)表達(dá)式分別為：躑，鬻三白。五西，器螽）（）（）作出（）、（）和（）（）的圖如下圖所示：（）（）：日躺

33、（）搿黼。一鬻！：一芹噯：二亂（，、：；：！一骶一；盥。甲，。一：一；÷；：。鞠：。÷：。一：一：一一一一一；一！一；！；，一一÷一？二。：；：，。；二一：，：隧每。，。一：一：一±?。阂灰灰唬ǎ﹫D基于超前網(wǎng)絡(luò)的電流內(nèi)環(huán)圖體循熙翥徽裂型撩耄臻笳裂挲鬈鬻簍使得（），因而對(duì)電流環(huán)低頻段性能沒(méi)有影響；在鬲頻段”習(xí)，田丁占日。司姒取華北電力大學(xué)碩？卜學(xué)位論文減特性使得（），因而對(duì)電流環(huán)高頻性能沒(méi)有影響。在諧振頻率附近，由于（）引入了負(fù)峰值，與（）的正諧振峰值相抵消，從而使系統(tǒng)變得穩(wěn)定。采用基于超前網(wǎng)絡(luò)的法不會(huì)帶來(lái)功率損耗問(wèn)題，但該方法需要電壓傳感器檢測(cè)電容電壓，

34、而且參數(shù)幻、乃和口的調(diào)整比較麻煩，故實(shí)際應(yīng)用性不高。無(wú)電壓傳感器的有源阻尼無(wú)論是虛擬電阻法還是基于超前網(wǎng)路的法，共同的特點(diǎn)就是需要增加電流或電壓傳感器，使系統(tǒng)的成本增加，并降低了系統(tǒng)可靠性。因此，研究無(wú)電壓傳感器下的控制策略很有必要【們。在網(wǎng)側(cè)變換器中，變流器電流傳感器和直流母線電壓傳感器對(duì)系統(tǒng)提供過(guò)電流、直流母線電壓過(guò)壓等嚴(yán)重故障保護(hù)，一般系統(tǒng)都已有配置。因此，在此基礎(chǔ)上可以通過(guò)參數(shù)估計(jì)的方法來(lái)獲得電網(wǎng)電壓或?yàn)V波電容電壓。假定在低頻時(shí)，濾波器的濾波電容的阻抗很大（即，）。根據(jù)定律，電網(wǎng)電壓的估計(jì)值可以通過(guò)求變換器橋臂電壓與電感電壓降之和得到，而電容電壓則通過(guò)求變換器橋臂電壓與變換器側(cè)電感電壓

35、降之和得到。變換器橋臂電壓通?？梢圆蓸荧@取，因此，問(wèn)題就轉(zhuǎn)化為求電感壓降。在求電感壓降時(shí)，可采取電流微分方法或復(fù)功率估計(jì)的方法【。：通過(guò)式！可求得變換器側(cè)電感壓降，經(jīng)過(guò)變換后，即可得變換器側(cè)電感電壓的筇分量。、，。從原理上講，該方法簡(jiǎn)單易行，但對(duì)電流進(jìn)行微分會(huì)造成噪聲放大，因此求電感壓降通常采用基于復(fù)功率估計(jì)的方法。由于在中存在零矢量時(shí)刻，即。若選擇在該時(shí)刻采樣交流電流，并通過(guò)復(fù)功率理論估計(jì)電感電壓，就不會(huì)引入開關(guān)噪聲。在零矢量時(shí)有功、無(wú)功功率可以表示為：豇。豇，魚絲：也等噸警，由瞬時(shí)功率理論可得，電感壓降估計(jì)值為：嘲瓦，邶一，咖，蚴（）（）墮出豇攔口壓厶乩弘盱式中，眈、是給出的變流器三個(gè)橋臂

36、上管的占空比電網(wǎng)電壓可通過(guò)式、中求得的變流器橋臂電壓與電感電壓降之和得到。（）在通過(guò)估算得到電網(wǎng)電壓和濾波電容電壓后，就可以結(jié)合和章節(jié)中的方法實(shí)現(xiàn)無(wú)電壓傳感器下的有源阻尼控制。咿舭舭球盧”“口聲華北電力大學(xué)碩上學(xué)位論文第三章濾波器的原理分析及參數(shù)選擇濾波器對(duì)系統(tǒng)性能影響的定性分析在中，網(wǎng)側(cè)電感厶、變換器側(cè)電感三和濾波電容。的參數(shù)值不同組合對(duì)系統(tǒng)性能有著不同的影響。濾波器除了要滿足網(wǎng)側(cè)諧波電流畸變率低的要求外，還需使總電感量盡可能小，電容吸收的無(wú)功功率盡可能的小，使橋臂電流諧波盡可能的小，使橋臂電壓對(duì)網(wǎng)側(cè)基波電流的控制能力盡可能的大。因此，在進(jìn)行濾波器設(shè)計(jì)之前，需要研究各個(gè)參數(shù)對(duì)其整體濾波性能的

37、影響。由圖可得，頻域下濾波器的數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖濾波器單相等效結(jié)構(gòu)圖為研究方便，忽略寄生電阻的影響，可得狀態(tài)變量（）、厶（）與輸入量（）之間的傳遞函數(shù)為厶）（）必（厶），）厶（）厶（三厶）（）（）定義，（）、（）為電流、電壓中的第階諧波，代表開關(guān)頻率諧波次數(shù)。在高頻下，變換器可看作一個(gè)諧波發(fā)生器，而網(wǎng)側(cè)可認(rèn)為是短路的。即在開關(guān)頻率下，變換器側(cè)電壓諧波（吃。），而網(wǎng)側(cè)電壓諧波聰（吃。）。在上述假設(shè)條件下，可計(jì)型盟盔，（）吒一磚（）熱缸再，吒囂，向南為聯(lián)頻率由式和對(duì)比可以看出，與型濾波器相比，由于電容支路的增加，濾波器傳遞函數(shù)多了兩個(gè)極點(diǎn)。電容支路的引入造成濾波器有可能產(chǎn)生高頻諧振，因此，

38、需采用有源阻尼或無(wú)源阻尼的方法來(lái)抑制諧振，具體方法見第二章。令厶，三，代入式可得變換器側(cè)至網(wǎng)側(cè)的交流電流諧波衰減率為：鍺麗，（），（一三，）（）濾波器的主要作用就是使維持在一較低水平，的大小直接反映了濾波器性能的優(yōu)劣。為了方便分析不同參數(shù)對(duì)其特性的影響，作如下假設(shè)：電流諧波衰減為一定值（通常?。婚_關(guān)頻率瓜為已知。分析濾波器參數(shù)的不同組合，可得到如下結(jié)論【：（）隨著電容。的增大，濾波器的總電感量厶三會(huì)降低。當(dāng)電容。增大到一定值后，總電感量厶的減小趨于平緩，并且當(dāng)網(wǎng)側(cè)電感具有一定值后，的不同對(duì)總電感量的影響也較小。（）隨著電容。的增加使得橋臂電流諧波增加，當(dāng)電容值一定時(shí)，越大，橋臂電流諧波含量也

39、就越大。（）隨著電容。的增加和，的增加，橋臂電壓對(duì)網(wǎng)側(cè)基波電流的控制力度也在增加。（）隨著電容。和，的增加，濾波器的諧振頻率（將下降，可以由此根華北電力大學(xué)碩：學(xué)位論文據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求調(diào)節(jié)諧振頻率的值。濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)濾波器的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，目前用得較多的是文獻(xiàn)】中提出的設(shè)計(jì)方法，根據(jù)濾波器參數(shù)的限制條件，經(jīng)過(guò)多次嘗試，找到合適的參數(shù)。鑒于該方法在設(shè)計(jì)中不方便，文獻(xiàn)】提出了利用電流的紋波要求和諧振頻率，推導(dǎo)出以電流諧波衰減率為變量的二次方程，通過(guò)解方程得到濾波器的參數(shù)。本文在總結(jié)了多種方法的基礎(chǔ)上，提出了一套完整的濾波器的設(shè)計(jì)方法。該方法濾波器參數(shù)的選取主要從三個(gè)方面進(jìn)行考慮濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)

40、：滿足有功功率、無(wú)功功率控制的要求；滿足電流跟蹤響應(yīng)的要求；滿足諧波電流指標(biāo)的要求?？傠姼械南拗茥l件【】在低頻時(shí)，由于電容的阻抗較大，濾波器可等效為濾波器，傳遞特性與后者相同。網(wǎng)側(cè)變換器對(duì)有功功率和無(wú)功功率的控制性能實(shí)際上是一種穩(wěn)態(tài)的低頻運(yùn)行特性，因此，需滿足濾波器對(duì)電感的要求。在穩(wěn)態(tài)條件下網(wǎng)側(cè)變流器的交流側(cè)相量關(guān)系如下圖所示：侈、。、卜、協(xié)一冬召心、，、圖網(wǎng)側(cè)變換器相電壓矢量圖圖中，、，分別表示變換器交流側(cè)相電壓基波、電網(wǎng)相電壓基波、相電流基波的有效值，覘為電感兩端電壓。的端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡構(gòu)成了一個(gè)以覘為半徑的圓，并且、四點(diǎn)將圓周分成四個(gè)圓弧段，位于不同的圓弧段上時(shí)變換器具有不同的運(yùn)行狀態(tài)，而各狀態(tài)對(duì)電感的要求也不一樣。設(shè)系統(tǒng)功率因數(shù)為，要實(shí)現(xiàn)整流器的四象限運(yùn)行，需滿足如下關(guān)系式【】：如生業(yè)±巫至五亞（）式中，為電網(wǎng)相電壓峰值，如為