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基于无源性理论的LCL滤波型选择性谐波电阻-有源功率滤波器控制器设计
Passivity-Based Controller Design of LCL-Filtered Selective-Harmonic Resistive-Active Power Filter
Chao Gao · Shan He · Rui Kong · Ka Nang Leung 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月
并网变流器输出导纳的无源特性被广泛认为有利于系统稳定性。然而，有源电力滤波器（APF）的导纳取决于所接入的非线性负载（NLL）。因此，基于无源特性的 APF 设计也依赖于特定的非线性负载。为解决这一问题，本文建议用电阻型有源电力滤波器（RAPF）替代 APF，其导纳与非线性负载无关。本文研究了虚拟阻抗或虚拟导纳控制方案，结果表明这些方案均不稳定。随后，本文提出了一种新的控制方案，该方案可在选定频率下模拟期望的虚拟阻抗/导纳。接着，针对所提出的 RAPF 进行了基于无源特性的控制器设计。同时，提出...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于LCL滤波选择性谐波电阻型有源滤波器的无源性控制设计论文具有重要的工程应用价值。 在光伏逆变器和储能变流器领域，系统稳定性一直是核心技术挑战。传统有源滤波器（APF）的导纳特性依赖于非线性负载，这导致在复杂电网环境下难以保证系统的鲁棒性。论文提出的电阻型有源滤波器...
一种用于有源电力滤波器鲁棒控制的新型时延滤波器实现方法
A Novel Time-Delay Filter Implementation for Resilient Control of Active Power Filters
Abdullahi Bamigbade · Francisco de León · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年10月
随着电力电子设备渗透率的提高，电网电能质量显著下降，亟需采用有源电力滤波器（APF）等有效解决方案。本文提出一种新型时延滤波器，旨在提升参考电流生成（RCG）精度及APF整体补偿性能。该滤波器以双级联二阶时延（DCSOTD）结构实现，具备优异的谐波抑制能力与稳定性，可自然抑制不平衡畸变负载电流中的负序分量以及5次负序和7次正序谐波。此外，其额外提供的两个设计自由度支持选择性抑制任意两组谐波及其奇数倍频分量。所提DCSOTD滤波器具有延迟无关稳定性，适用于频率大范围波动的APF应用。与DSOGI和...
解读: 该时延滤波器技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统的电能质量控制具有重要价值。DCSOTD滤波器的延迟无关稳定性特性可直接应用于储能系统的有源滤波功能，提升在电网频率波动和不平衡工况下的谐波补偿精度。其选择性谐波抑制能力可优化SG光伏逆变器在弱电网并网时的电流质量，特别适用于工业...
通过零碳电网推进工业可持续性与经济性
Advancing Industrial Sustainability and Economics Through a Net-Zero Grid
Abdullahi Bamigbade · Francisco de León · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年3月
本文提出一种面向工业可持续发展的零碳电网设计框架，针对低功率因数和高电流谐波畸变的工业负荷挑战，集成光伏与电池储能作为分布式能源。通过模块化有源滤波器仅抑制负荷谐波电流，减小装置容量以提升经济性；分布式能源利用负荷电流调节功率注入或吸收，优化峰谷电价下的运行效益。结合有功与无功电流下垂控制，实现主网故障时的频率与电压支撑。详述各子系统及参考电流生成算法，验证了系统在电能质量、并网合规性及电网支撑功能方面的有效性。
解读: 该零碳电网框架对阳光电源ST储能系统与SG工商业光伏逆变器深度融合具有重要价值。文中模块化有源滤波器设计可直接应用于ST系列储能变流器，通过选择性谐波抑制降低装置容量成本；基于负荷电流的功率调节策略可优化PowerTitan系统在峰谷电价下的充放电经济性；有功无功下垂控制算法可增强SG逆变器的电网支...
一种用于单相并网逆变器超谐波发射的新型有源电力滤波器
A Novel Active Power Filter for Supraharmonic Emissions of Single Phase Grid-Connected Inverters
Abdellatif M. Aboutaleb · Jan Desmet · Jos Knockaert · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
由于存在诸多限制，传统有源电力滤波器（APF）并不适合降低超谐波（SH）范围内并网变流器的发射。因此，本文提出了一种新型有源电力滤波器，旨在降低单相并网逆变器（GCI）的超谐波发射。该新设计解决了许多限制传统有源电力滤波器用于滤除并网逆变器超谐波发射的障碍，具体如下：所提出的有源电力滤波器的开关频率与并网逆变器的开关频率相同，无需进行谐波电流计算；采用基于比例谐振控制器的简单电流控制器；可获得多个分布式滤波带宽；有源电力滤波器功率电路的设计准则简单；此外，并网逆变器和有源电力滤波器均无需高阶耦合...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对超谐波（2-150kHz）的新型有源滤波器技术具有重要的战略价值。随着全球光伏并网逆变器装机量激增，超谐波污染已成为电能质量领域的新兴挑战，直接影响到我们产品的并网合规性和市场竞争力。 该技术的核心创新在于突破了传统APF在超谐波频段的应用瓶颈。其采用与逆变器相同...
采用优化平衡寄生电感结构的并联分立式SiC MOSFET三电平T型APF
Three-level T-type APF with Parallelled Discrete SiC MOSFETs Using Optimized-balanced Parasitic Inductance Structure
Hu Tan · Yaqi Zhu · Weiming Tian · Jiaqi Zhao 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
针对高功率密度100 kVA有源电力滤波器（APF）在体积、损耗和成本约束下的设计挑战，本文提出了一种拓扑与器件选型的优化方法，并设计了寄生电感最小化且均衡的PCB结构，以抑制关断电压过冲（TTVO）并改善开通瞬态电流均流（TTCS）。通过对三电平T型（3LT²）与中点钳位（NPC）拓扑及多种SiC器件的量化评估，确定了满足综合约束的最优方案。实验结果表明，所提PCB结构将TTVO由1.06 kV降至780 V（降低26.4%），TTCS偏差从82.4%减小至3.7%（DC 800 V，负载电流...
解读: 该并联SiC MOSFET三电平T型拓扑技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。研究提出的寄生电感优化平衡PCB设计可直接应用于功率模块开发，将关断过冲降低26.4%、均流偏差降至3.7%，显著提升器件可靠性。4.27kW/L功率密度和98.16%效率指标契合Power...
基于逆变器侧电流反馈的大容量LCL型有源电力滤波器精确谐波电流控制
Accurate Harmonic Current Control for Large-Capacity LCL-Type Active Power Filter With Inverter-Side Current Feedback
Deokyong Woo · Sungmin Kim · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
由于 LCL 滤波器中逆变器侧电流与电网侧电流存在差异，采用逆变器侧电流反馈（ICF）配置的有源电力滤波器（APF）可能难以准确提供由非线性负载产生的谐波电流。在以低开关频率（5 kHz 及以下）运行的大容量 APF 中，LCL 滤波器的谐振频率通常设计为 2.5 kHz 及以下，这低于电网标准规定的满足谐波要求所推荐的最高 50 次（3 kHz）谐波电流次数。因此，采用 ICF 配置的大容量 APF 难以满足这些电网标准的推荐要求。为解决这一问题，本文提出了一种基于逆变器侧与电网侧电流差值传递...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对大容量LCL型有源电力滤波器的谐波电流控制技术具有重要的战略价值。在我们的光伏逆变器和储能系统产品线中，谐波抑制一直是影响电能质量和并网性能的核心技术挑战。 该论文提出的基于逆变器侧电流反馈配置的谐波参考电流修正方法，直接切中大容量电力电子设备的痛点。对于我们在工...