[发明专利]改进型LCL滤波器对漏电流的抑制方法及中点平衡控制方法

权利要求书

1.一种改进型LCL滤波器对漏电流的抑制方法及中点平衡控制方法，其特征在于：包括有改进型LCL滤波器，改进型LCL滤波器包括有直流侧电源、分压电容、逆变器、LCL滤波器，所述的直流侧电源由太阳能电池板PV供电，太阳能电池板PV的两端分别连接有一个太阳能电池板PV对大地的分布电容，即寄生电容C_PV，寄生电容C_PV的寄生电容电压为U_PV；所述的分压电容包括有两个相同极性的电容C1和电容C2组成，电容C1的正极与直流侧电源的正极连接，电容C1的负极与电容C2的的正极连接，电容C1与电容C2的连接点为分压电容的中点，分压电容的中点记为直流侧中性点O，电容C2的负极与直流侧电源的负极连接；所述的逆变器为二极管钳位型三电平逆变器，二极管钳位型三电平逆变器包括有三个并联的三电平桥臂，三个三电平桥臂的中点依次记为A、B、C点；所述的LCL滤波器包括有三个桥臂滤波电感L、三个网侧滤波电感Lg、三个滤波电容Cf；A、B、C三点分别通过滤波电感L连接网侧滤波电感Lg，各个滤波电感L与其对应的网侧滤波电感Lg之间通过节点连接一个滤波电容Cf，三个滤波电容Cf的另一端接于一处，记N点为滤波电容中点，三个网侧滤波电感Lg的另一端分别通过一个信号源接于一处，记n点为电网中性点，经过电网中性点n流向大地的电流i_cm为漏电流；所述的直流侧中性点O与滤波电容中点N连接；

具体实现方法包括以下步骤：

（1）改进型LCL滤波器对漏电流的抑制方法

根据改进型LCL滤波器中滤波电容中点N和直流侧中性点O相连，以及基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律，可以得到uJ0=LsiJ+1CfsifjΣJ=A,B,CiJ=Σj=a,b,cifj+icm---(1)]]>

式（1）中，i_fj为j相滤波电容电流，j=a，b，c；

定义三相滤波电容电流之和为零序电流i₀，由式（1）可得

ucm=Ls(icm3+i03)+1Cfsi03---(2)]]>

由于，直流电压的差模分量V_dm可通过中点平衡控制策略来抑制，所以考虑共模电压u_cm对漏电流的影响时，V_dm不予考虑，可得

uPVucm323LLgCfCPVs4+(LCf+23LCPV+23LgCPV)s2+1---(3)]]>

式（3）可简化为

uPVucm=3(LCf+23LCPV+23LgCPV)s2+1---(4)]]>

由上式（4）可以得出，采用改进型LCL滤波器后，寄生电容电压u_PV可以看作是共模电压u_cm滤波后的结果，只要优化设计改进型LCL滤波器的L、L_g和C_f值，u_PV中共模电压的高频分量将大幅衰减，从而很好的抑制了漏电流；

（2）改进型LCL滤波器的中点平衡控制方法

采用改进型LCL滤波器后，零序电流i₀注入到直流侧中性点O，此时直流侧中性点O的电位并非由中线电流i_np唯一决定，而是由中线电流i_np和注入的零序电流i₀共同决定冗余小矢量作用时的中线电流绝对值不相等；

设平衡因子为f,正小矢量100作用时间t₀^’和负小矢量211作用时间t₇^’满足以下关系式

t′0=0.5(1+f)·t0t′7=0.5(1-f)·t0---(5)]]>

式中t₀为总的冗余小矢量作用时间；

由上式（5）并考虑三相输出电压矢量的次序，可以得出当参考矢量的一个开关周期流入中点的平均电荷为

Qnp=∫0Ts(inp-i0)dt=inp0t0′+inp1t1+inp2t2+inp7t7′-i0Ts---(6)]]>

令Q_np=Q_np0，可得到平衡因子f的表达式为

f=CVdm-inp1t1-inp2t2-inp0+inp72t0+i0Tsinp0-inp72t0---(7)]]>

平衡因子f是以Q_np=Q_np0为条件得出的，但实际上平衡因子还受到调制幅值的限制，必须满足约束条件：0≤f≤1；在此约束条件下，中点电位的不平衡可以完全得到抑制。