[發明專利]一種兆瓦級并/離網變流器復合型濾波器

有效

• 申請號: 201310287808.8
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN103337946A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 戴瑜興;郜克存;鄭崇偉;全惠敏;王環
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: H02M1/12
• 分類號: H02M1/12;H02J3/01
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域,特別是一種兆瓦級并/離網變流器復合型濾波器。?

背景技術

在大功率并網逆變器系統中，網側濾波器的主要作用包括：（1）濾除和抑制網側電流中的高次諧波，使得網側電流保持失真度很小的正弦波形；（2）使得整流器具有Boost變換性能及直流側受控電流源特性；（3）輸出濾波電感相當于連接電網和整流橋的杠桿，通過它可以實現對網側電流的控制，從而實現高功率因數整流；（4）使網側整流器獲得一定的阻尼特性，從而有利于控制系統的設計。

網側濾波器常用結構是L型濾波器、LC型濾波器和LCL性濾波器，其中L型濾波器相對其他濾波器設計簡單，在電網環境較好的情況下，效果較好，但很難適應電網質量很差的情況，?LC濾波器是一種較好且常用的選擇，LC濾波器結構簡單，是一種低通濾波器，該濾波器將LC諧振頻率設置在變流器的載波頻率和變流器的調制頻率之間，從而保留所需要的基波并盡可能的消除高頻諧波，能更好適應較差的電網環境，但LC取值不當容易引起系統震蕩。LCL濾波器設計相對比較復雜，但和單L濾波器相比，在相同電感值的情況下，LCL濾波器在濾除高次諧波方面效果要明顯好于單L濾波器，從而能適應更差的電網環境，但LCL濾波器不能應用于變流器離網工作，不能直接連接負載。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種可廣泛應用在新能源變流器、船舶岸電、消防應急供電、不間斷供電等領域的兆瓦級并/離網變流器復合型濾波器，滿足并離網兩種應用需求，減少無功損耗，消除高頻諧波，更好地適應較差的電網環境，同時避免引起系統震蕩。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種兆瓦級并/離網變流器復合型濾波器，包括濾波電感，還包括若干個電子開關、隔離升壓變壓器、用于控制所述電子開關開斷的控制器，所述濾波電感與所述隔離升壓變壓器連接，所述若干個電子開關均并聯接入所述濾波電感與所述隔離升壓變壓器之間，每個電子開關連接一個濾波電容，每個濾波電容與一個電阻并聯。

作為優選方案，所述濾波電感和所述隔離升壓變壓器漏感的電感量比值為4～6。

本發明中，濾波電感和所述隔離升壓變壓器漏感的電感量比值為5時濾波效果最佳。

與現有技術相比，本發明所具有的有益效果為：本發明可廣泛應用在新能源變流器、船舶岸電、消防應急供電、不間斷供電等領域，能滿足并離網兩種應用需求，減少無功損耗，有效地消除高頻諧波，更好地適應較差的電網環境，同時避免引起系統震蕩。

附圖說明

圖1為本發明一實施例電路原理圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明一實施例包括濾波電感L，電子開關K1-KN、帶較大漏感的隔離升壓變壓器T、用于控制所述電子開關K1-KN開斷的控制器，控制器采用TMS320F28335,所述濾波電感L與所述隔離升壓變壓器T連接，所述電子開關K1-KN均并聯接入所述濾波電感L與所述隔離升壓變壓器T之間，每個電子開關連接一個濾波電容，每個濾波電容與一個電阻并聯。

系統工作時，濾波電感主要濾除來自變流器的高次諧波，控制器根據流過濾波電容的電流決定投入工作的濾波電容數量，電阻和濾波電容組成諧振回路，吸收部分諧波，保護濾波電容不受損壞，隔離升壓變壓器起隔離升壓和濾波的作用。

在合理地進行參數的選取時，濾波電感上的電流I是由其感抗X_L以及電容C和變壓器漏感L₂的并聯阻抗X_L2決定。濾波電容C和L₂并聯電路的引入增大了串聯阻抗，減小了濾波電感上的電流I。電容支路的引入是為了給高頻分量提供低阻通路，減小注入電網的高頻分量。L₂和C構成并聯電路對開關紋波分量進行分流，必須保證電容阻抗X_C遠遠小于電感阻抗X_L2。這樣，并聯阻抗主要由電容阻抗X_C決定，而電容阻抗是比較小的，所以電網側濾波電感不會太大。這樣，I_S主要由L₁自身的感抗X_L1決定，可以認為變流器側電感功能是對變流器橋臂輸出電流紋波起主要衰減作用，而變壓器漏電感L₂與電容組成一個二階濾波器做進一步衰減。

若令總電感量為L=L₁+L₂，a=L₁/L，則有：