具备短路故障限流能力的LCL-VSC变换器的设计与优化

摘要：

传统的LCL变换器在发生短路故障时，不具备短路故障限流能力，只能通过断路器切除变换器，但故障切除后失去了对变换器的控制能力且断路器切除太慢时亦可能损坏功率开关管。相比于传统VSC变换器中LCL无源元件具有滤波的功能以外，新型LCL-VSC变换器通过合理的LCL参数设计可具有限制短路故障电流的能力。首先建立LCL变换器的数学模型，并分析了交流侧和直流侧短路故障时的故障电流特性，在此基础上提出一种合理的LCL无源参数设计与优化方案。该方案使LCL无源滤波器在滤除高频谐波的同时，利用其阻抗特性可有效的限制直流侧／交流侧短路故障电流，确保变换器在直流侧／交流侧短路时流过功率开关管的故障电流不高于其允许的最大工作电流，实现故障时对变换器的持续控制。最后，搭建200 kW的仿真实验系统验证了该优化设计方案的正确性和可行性。

关键词：变换器、LCL无源元件、故障限流、参数设计与优化

所属期刊栏目：53

分类号：TM46(变压器、变流器及电抗器)

资助基金：国家自然科学青年基金资助项目51307021；吉林省自然科学基金面上项目20140101076JC ；吉林市科技计划项目201414002

在线出版日期：2016-12-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：100-107