[发明专利]一种LCLLC并联有源滤波器及其控制方法

说明书

本发明公开一种LCLLC并联有源滤波器，滤波器包括网侧电感、滤波器侧电感、滤波电容、串联谐振滤波电容、串联谐振滤波电感，滤波电容串联连接有阻尼电阻，与LCL滤波器和LCLL滤波器相比，既具有吸收特定开关次频率谐波的优点，又具备在高频段快速衰减的效果，并采用阻尼电阻抑制高频谐振尖峰。本发明还公开了一种LCLLC并联有源滤波器的控制方法，对负载电流指定次谐波采用PR控制器进行补偿，对其余次谐波采用PI控制器进行补偿，PR加PI控制提高了谐波补偿的灵活性，解决了对负载主要次谐波分量补偿不充分的问题，提高了补偿的效果。

技术领域

本发明涉及电力电网技术领域，特别是涉及一种LCLLC并联有源滤波器及其控制方法。

背景技术

近年来，可再生能源分布式发电的发展使电压源型逆变器得到了广泛的应用。随着人们生产生活对电能质量要求的不断提高，旨在消除谐波电流问题的有源滤波器受到越来越多的关注。而有源滤波器并网电流高次谐波主要集中在逆变器开关频率处，LCL有源滤波器很难抑制高频开关纹波。另一方面，电网标准的要求却愈加严格，IEEE519-1992、EEE1547-2008等标准规定逆变器输出电流中高于35次的电流谐波中任意频率的谐波其幅值都必须低于0.3％。

为了满足电网标准对开关频率谐波的要求，减小滤波器成本，有人提出一种LLCL型滤波器，该滤波器通过LCL滤波器电容支路串联小电感实现电容支路在开关频率处的串联谐振，从而更好的抑制开关频率附近纹波进入电网。相对于LCL滤波器，LLCL滤波器由于增加的谐振电感值很小且不流过功率电流，其成本可以忽略不计，但是其滤波性能却得到了较大提升。然而，该LLCL滤波器在高频段谐波衰减速率仅为-20dB/十倍频程，导致其二倍开关频率电流谐波衰减度不够，难以满足电网标准的要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种LCLLC并联有源滤波器，与LCL滤波器相比，具有吸收特定开关次频率谐波的优点，且与LCLL滤波器相比，又具备在高频段快速衰减的效果，本发明还提供一种LCLLC并联有源滤波器的控制方法，可以有效处理谐波。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:

一种LCLLC并联有源滤波器，滤波器包括网侧电感、滤波器侧电感、滤波电容、串联谐振滤波电容、串联谐振滤波电感，滤波电容串联连接有阻尼电阻。

一种LCLLC并联有源滤波器的控制方法，控制方法为对负载电流指定次谐波采用PR控制器进行补偿，对其余次谐波采用PI控制器进行补偿。

进一步的，指定次谐波为5次、7次、11次和13次谐波。

进一步的，PR控制器的传递函数为：

其中Kp比例系数，Ki为积分系数，Wc为截止频率。

进一步的，PR控制器对指定次谐波进行控制的传递函数为：

其中W₁为基波频率。

进一步的，PR控制器的控制原理为：通过谐波电流检测环节获取指定次谐波补偿指令信号，并检测滤波器侧输出电流的指定次谐波分量，用滤波器侧输出电流的指定次谐波分量与指定次谐波补偿指令信号的偏差输入PR控制器对指定次谐波进行补偿。

进一步的，控制方法原理为：除基波正序分量以外的谐波分量、指定次谐波补偿指令信号、滤波器的输出补偿电流三者的偏差输入PI控制器；滤波器侧输出电流的指定次谐波分量与指定次谐波补偿指令信号的偏差输入PR控制器；PI控制器和PR控制器作用于有源滤波器侧逆变器，实现谐波电流的控制。