[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

说明书

技术领域

本发明涉及LCL滤波器领域，具体涉及一种改进型LCL滤波器对漏电流的抑制方法及中点平衡控制方法。

背景技术

光伏发电是未来世界能源和电力的主要来源，随着光伏系统容量的不断增加，对逆变器的成本、效率和可靠性的要求也越来越高。非隔离三电平逆变器耐压等级高、电压畸变率低，并且省去了工频变压器，体积小、成本低、效率高，满足了光伏发电技术迅猛发展的要求。但是，无变压器结构使得PV和电网有了电气连接，漏电流会大幅增加，会带来传导和辐射干扰，危急设备和人员安全。因此，研究非隔离三电平逆变器漏电流的抑制方法具有重要意义。

为充分理解非隔离三电平光伏逆变器的漏电流特性，针对单相桥式三电平并网逆变器，建立漏电流等效模型，得出共模电压为恒定值的结论，从而有效减小了漏电流，但是该结论在三相光伏系统中并不成立。有人有文献提出一种改进型LCL滤波器，有效抑制了高频共模电压，并应用到三相两电平电机变频调速领域，但并没有涉及三电平漏电流等效电路的分析。在此深入研究了三相非隔离三电平光伏逆变器的共模特性，建立了三电平漏电流的等效电路，分析了漏电流的激励源，将改进型LCL滤波器应用到三电平光伏系统中，以求达到抑制漏电流的目的。

三电平逆变器存在一个固有问题，即中点电位不平衡，采用改进型LCL滤波器后，三电平逆变器的中点平衡控制会表现出两方面的特殊性：1)冗余小矢量作用时中线电流不完全互补；2)直流侧中点电位由零序电流和中线电流共同决定。目前常见的中点平衡控制法，包括滞环法和平衡因子法等等，都没有涉及如何解决这个问题。本文在分析改进型LCL滤波器特殊性的基础上，对简单易行、控制精细的平衡因子法进行修正，得到了平衡因子的通用形式，用于中点平衡控制。该表达式在传统的L型、LCL滤波器以及改进型LCL滤波器中均适用，应用范围更为广泛。

发明内容

本发明是为了避免上述现有存在的不足之处，提供一种改进型LCL滤波器对非隔离三电平光伏逆变器漏电流抑制方法及中点平衡控制方法，以期望抑制漏电流和实现中点电位平衡。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

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