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风力发电系统之T型滤波器的网侧滤波
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在现今风力发电领域， 大多采用双馈变速恒频风力发电机， 配合两电平电压型三相 PWM 整流器以获得较好的并网发电效果。由于 PWM 整流器会在电网侧产生较大的谐波电流， 所以必须采用性价比较好的滤波器进行谐波治理。针对双馈风力发电系统的变流器， 提出一种简化滤波器的整流器拓扑结构和控制方法， 分析了此方法的优点， 并且进行了仿真和实验验证。通过仿真和真实系统运行检验了这种简化滤波器整流器的合理性。
风力发电是一种绿色能源， 在能源越来越紧张的时代有非常好的前景。目前双馈变速恒频风力发电机是主流机型， 其中整流器是一个关键环节， 两电平电压型三相 PWM 整流器以其直流母线电压可调节， 功率可以双向流动， 输入电流正弦且谐波含量少， 功率因数可调， 直流母线电压抗负载扰动的稳定性好等特性， 在 M W 级双馈风力发电系统中得到广泛应用。由于三相 PWM 整流器采用的 PWM 信号开关频率较低（ 1~ 3 kHz） ， 导致输出电流含有较大的电流谐波。为降低开关频率造成的电流谐波， 需要在整流器的电网侧串入滤波器以阻止开关频率纹波电流流入电网， 如图1 所示， 常规的滤波器主要是 T 型（ L- C- L） 滤波器。典型的通过串联电感滤波器来衰减输出电流中的开关频率谐波分量， 但在低开关频率的大功率风力发电变换器中， 采用电感滤波需要较大的电感量， 电感值的增加不但提高了成本而且不利于逆变器的控制。为减少输出电流中的开关频率谐波分量同时降低电感设计， 可在并网逆变器设计中引入T 型滤波器。但是由于采用 T 型滤波器提高了系统的阶数， 对控制策略产生不利影响，同时需要两个电感也会造成成本的增加。
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