基于GaN器件的LCL型APF及其在弱电网下稳定性增强控制方法研究

发布时间：2025-04-18 01:40

　　电力电子装置在电网中广泛应用的同时,也给电网带来了严重的谐波污染问题。LCL型有源电力滤波器(APF)作为谐波治理设备,具有体积小、滤波性能好的特点,而弱电网下LCL型APF的输出电流会发生振荡,影响谐波电流补偿效果。本文主要研究基于氮化镓(GaN)器件的LCL型APF及其在弱电网下的稳定性增强控制策略。首先,根据所设计的APF装置的额定容量和开关频率,考虑到开关管纹波电流、滤波电容无功功率、LCL谐振频率、谐波电流补偿速度、直流电压波动等指标要求,设计了LCL滤波器及直流支撑电容器参数。其次,建立了数字控制下LCL型APF的离散域及连续域数学模型,导出了系统的环路传递函数,分析了弱电网下电网电压前馈控制的优缺点,指出了等效谐振频率快速下降及幅频穿越频率过高是电网电压直接比例前馈时系统稳定裕度小的主要原因,提出了一种在电网电压前馈通道引入滞后选频环节的稳定性增强策略。滞后选频环节可衰减中高频段的电压前馈作用,增强了弱电网下系统稳定性。最后,采用带通滤波前馈策略最大程度提高了重复控制下LCL型APF对弱电网的适应性。仿真结果验证了在电网电压前馈通道引入滞后选频环节对增强弱电网下系统稳定性的...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1一1光伏与风力发电系统框图

背景和意义年以风力、光伏、水电为代表的绿色、无污染的可再生能源发电技术年12月国家发展改革委能源研究所发布的《可再生能源发展“十三，截止2015年底全国水电、风电、光伏装机容量分别为3.2亿kW、1W，发电量占社会用电量的25%，目标在2020年及2030....

图1-2两种典型的GaN器件结构

Tab.1-1Electricalpropertiesofthreematerials参数SiGaN禁带宽度eV1.123.39临界击穿电场MV/cm0.233.3子迁移率cm2/(V·s)14001500相对介电常数11.89热导率....

图2-1并联式LCL型有源电力滤波器的补偿原理

第二章LCL型有源电力滤波源电力滤波器的设计与控制有源电力滤波器的谐波补偿原理谐波电流的补偿原理如图2-1所示，APF提取负载谐波电流并发出与之2-1）（2-2）中以更为简单的形式来电流与谐波分量电流两部分，APF电流在并网点叠加抵消，从而电源侧基波电流中仍含有基波....

图2-2基于移相90°的ip-iq谐波电流检测原理

西安理工大学硕士学位论文于移相90°的ip-iq单相系统谐波检测算法本赤木泰文教授等人在1983年提出的瞬时功率理论是一种简单有效的方相谐波补偿工况而言，检测原理框图如图2-2所示，其主要原理是：首先对90°构造β轴分量，并实时锁定电网电压基波相位，然后同步旋转....

本文编号：4040321