[发明专利]一种单相并网逆变器LCL滤波器设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及并网逆变控制领域，具体涉及一种单相并网逆变器LCL滤波器设计方法。

背景技术

随着环境污染和化石能源危机的不断加剧，清洁的可再生能源得到了快速的发展，其中 太阳能、风能等新能源发电的并网控制研究更是备受国内外关注。并网逆变器作为新能源发 电并网的关键装置，由于其一般采用高频的SPWM调制，将导致大量的高频谐波电流流入电 网，对电网中的EMI敏感设备产生干扰，因此并网逆变器必须配备输出滤波器装置。相较于 传统的L型滤波器，人们通常选择高频谐波抑制能力更强的LCL滤波器作为并网逆变器的滤 波装置。

对于不同的LCL滤波器设计方法，目前已有很多文献进行了详细地介绍。申请公布号为 CN104242617A的中国专利，名称为《一种并网逆变器的LCL滤波器的参数设计方法》，该 方法基于桥臂输出电压抑制比，在逆变器结构及调制方式确定的基础上，通过选取谐振频率 和逆变器开关频率处的谐波衰减比例系数，完成对LCL保证对滤波性能的要求，同时通过 优化设计使得滤波电感和滤波电容取值最小。

申请公布号为CN102263417A的中国专利，名称为《光伏并网用逆变器中LCL滤波器 混合阻尼参数设计方法》，该方法采用了主动阻尼和被动阻尼协同工作的方法对LCL滤波 器的谐振进行抑制。主动阻尼部分采用滤波器电容电流反馈的控制方法，被动阻尼部分采用 滤波电容串联阻尼电阻的方法。对于一个LCL滤波器，在保证足够的阻尼系数的情况下， 计算被动阻尼所需的阻尼电阻大小，以及主动阻尼的反馈系数，并对设计的协同控制阻尼方 案进行校验，并使阻尼电阻的损耗尽可能小。

授权公告号为CN103078321A的中国专利，名称为《一种光伏并网与有源滤波统一控制 的LCL滤波器的设计方法》，该方法首先确定LCL滤波器的总电感值L_T、滤波电容值C _f以及谐振频率f_res，然后根据它们三者的约束条件确定总电感值L_T以及滤波电容C_f的 上限值，最后推算得到L_i、L_s、C_f。

授权公告号为CN203859519U的中国专利，名称为《LCL滤波器以及风电并网无源滤波 系统》，其技术特征为“一种LCL滤波器，包括逆变器侧电感、第一电解电容、第二电解 电容以及网侧电感；所述第一电解电容的正极与第二电解电容的正极相接；所述第一电解 电容的负极通过所述逆变器侧电感电学连接至所述LCL滤波器的输入端，所述第一电解电 容的负极同时通过所述网侧电感电学连接至所述LCL滤波器的输出端；所述第一电解电容 与第二电解电容轮流工作，实现对输入端接收到的输入电压的滤波。”

授权公告号为CN203840192U的中国专利，名称为《一种并网逆变器输出滤波器》，其 技术特征为“一种并网逆变器输出滤波器，其包括：无源滤波器，所述无源滤波器包括N个 相互并联的滤波电容支路；串联在M个所述相互并联的滤波电容支路中的每一个滤波电容 上的阻尼电阻，其中N和M均为正整数且1≤M≤N-1；以及并联在每一个所述阻尼 电阻上的旁路电感。“

以上这些系统和方法结构复杂，功耗大，而且需要反复迭代试凑才能达到设计要求。

发明内容

鉴于上述提出的技术问题，本发明的目的在于提供一种单相并网逆变器LCL滤波器设计 方法，该方法在不升高直流母线电压的前提下，仅利用直流母线电压和并网电流即可以得到 全部的LCL滤波器设计参数，从而实现逆变器的成功并网。

为了解决以上提出的问题，本发明采用如下的技术方案：

一种单相并网逆变器LCL滤波器设计方法，包括以下步骤：

(1)设计单相并网LCL型逆变器拓扑结构；