[實(shí)用新型]一種基于改進(jìn)型LLCL濾波器的并網(wǎng)逆變電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420507201.6
• 申請(qǐng)日: 2014-09-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204068749U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 古金茂;王新慶;張軍兆;張強(qiáng);朱妙玲;陳寧;李曉亮;段美珠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京星航機(jī)電裝備有限公司
• 主分類號(hào): H02M7/42
• 分類號(hào): H02M7/42;H02M1/12
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 巴曉艷

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電網(wǎng)變換器的控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于改進(jìn)型LLCL濾波器的并網(wǎng)逆變電路的有源阻尼法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，新能源的并網(wǎng)問(wèn)題得到學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。并網(wǎng)逆變器是并網(wǎng)電路中很重要的一環(huán)，采用PWM調(diào)制方法的并網(wǎng)逆變器具有單位功率因數(shù)、能量雙向流動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，但是同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率次的諧波，給電網(wǎng)帶來(lái)諧波污染，甚至嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和工作。

為抑制并網(wǎng)逆變器所帶來(lái)的高頻諧波，可在逆變器和電網(wǎng)連接處加入低通濾波器，其中LCL濾波器優(yōu)勢(shì)較明顯。近年，在LCL濾波器的基礎(chǔ)上又發(fā)展出了一種新型高階濾波器LLCL型濾波器，它用一個(gè)L-C諧振支路代替原有的電容支路，以消除開(kāi)關(guān)頻率次諧波。與LCL濾波器相比，LLCL濾波器要達(dá)到相同的濾波效果所需的電網(wǎng)側(cè)電感值更小，并不會(huì)給控制帶來(lái)額外困難。

然而，作為一種高階濾波器，LLCL濾波器與LCL濾波器一樣存在正諧振峰，在諧振電流的激發(fā)下，可能會(huì)導(dǎo)致變換器控制的不穩(wěn)定，進(jìn)而引起系統(tǒng)諧振問(wèn)題。為抑制諧振峰來(lái)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定，通常采用無(wú)源或有源阻尼方法。最簡(jiǎn)單的方法是在L-C支路上串聯(lián)一個(gè)電阻。也可以通過(guò)并聯(lián)Rd-Cd阻尼支路的方法，對(duì)于LLCL濾波器，有兩種并聯(lián)方法。三種無(wú)源阻尼法分別如圖(2)所示，其中將Rd-Cd阻尼支路與L-C諧振支路并聯(lián)能夠更好地濾除開(kāi)關(guān)次諧波，同時(shí)它在高頻段也具有更好的濾波效果。但是，由于Rd-Cd阻尼支路中的阻尼電阻Rd的存在不僅需要消耗一定的有功功率，造成不必要的能量損失，同時(shí)也給系統(tǒng)的散熱帶來(lái)了一定的問(wèn)題，尤其是大功率應(yīng)用場(chǎng)合，往往需要為阻尼電阻設(shè)計(jì)專門的冷卻裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，為了在不影響濾波效果的前提下，本實(shí)用新型引入了一種基于改進(jìn)型LLCL濾波器的并網(wǎng)逆變電路的有源阻尼法，即去掉阻尼電阻Rd，通過(guò)取逆變器側(cè)電流i₁作為外環(huán)電流反饋并取Cd阻尼支路電流i_c1作為內(nèi)環(huán)電流來(lái)抑制諧振峰。同時(shí)對(duì)這種有源阻尼法的相關(guān)控制參數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)地分析與推導(dǎo)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案：

一種基于改進(jìn)型LLCL濾波器的并網(wǎng)逆變電路，所述并網(wǎng)逆變器通過(guò)改進(jìn)型的LLCL濾波器與電網(wǎng)相連接，所述改進(jìn)型的LLCL濾波器包括第一濾波電感L₁、第二濾波電感L₂和諧振抑制支路；所述諧振抑制支路由L_f-C_f串聯(lián)諧振支路和C_d阻尼支路并聯(lián)構(gòu)成，其中所述并網(wǎng)逆變器通過(guò)第一濾波電感L₁與C_d阻尼支路相連接，電網(wǎng)則通過(guò)第二濾波電感L₂與L_f-C_f串聯(lián)諧振支路相連接；

進(jìn)一步地，所述并網(wǎng)逆變器包括光伏并網(wǎng)逆變器、風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)逆變器；

進(jìn)一步地，所述L_f取值為77μH；

進(jìn)一步地，所述C_f和C_d取值為2μf；

進(jìn)一步地，所述第一濾波電感L₁取值為1.2mH；

進(jìn)一步地，所述第二濾波電感L2取值為0.22mH。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、與LCL濾波器相比，本實(shí)用新型所提出的改進(jìn)型LLCL濾波器并不會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成額外的控制困難，并且能夠達(dá)到更好的濾波效果，優(yōu)勢(shì)更明顯。

2、與帶有Rd-Cd阻尼支路的LLCL濾波器相比，本實(shí)用新型所提出的改進(jìn)型LLCL濾波器去掉了Rd阻尼電阻，避免了阻尼電阻所引起的能量損耗和散熱等問(wèn)題，通過(guò)引入有源阻尼法取得了更好的濾波效果，有效地抑制了諧振峰，使系統(tǒng)能穩(wěn)定正常運(yùn)行。

附圖說(shuō)明

圖1(a)為簡(jiǎn)化的簡(jiǎn)化的基于LCL濾波器的并網(wǎng)逆變電路原理圖，(b)為簡(jiǎn)化的基于LLCL濾波器的并網(wǎng)逆變電路原理圖，(c)為兩種電路傳遞函數(shù)對(duì)應(yīng)的伯德圖；

圖2分別為L(zhǎng)LCL濾波器的三種無(wú)源阻尼法及對(duì)應(yīng)的伯德圖；

圖3為本實(shí)用新型提出的基于改進(jìn)型LLCL濾波器的并網(wǎng)逆變電路原理圖；

圖4為基于改進(jìn)型LLCL濾波器的并網(wǎng)逆變電路的系統(tǒng)控制框圖；

圖5為基于改進(jìn)型LLCL濾波器的并網(wǎng)逆變電路的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)伯德圖；