[發明專利]適應電網電抗變化的并網逆變器濾波器參數設計方法

有效

• 申請號: 201810888210.7
• 申請日: 2018-08-07
• 公開（公告）號: CN109039035B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 吳衛民;張志恒;安麗瓊
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: H02M1/12
• 分類號: H02M1/12
• 代理公司: 上海互順專利代理事務所(普通合伙) 31332
• 代理人: 成秋麗

1.一種適應電網電抗變化的并網逆變器濾波器參數設計方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：計算最小的電網電感參數值L_{g_min}；

步驟2：根據傳統的濾波器參數設計方法，初始化以下濾波器參數值：L₁、L₂、C_total，

L₁為濾波器的橋臂側電感；

L₂為濾波器的電網側電感；

C_total為濾波器的總電容；

步驟3：根據步驟2得到的濾波器參數值，分別計算LCL濾波器的濾波電容C_{f_LCL}和LLCL濾波器的諧振電容C_{f_LLCL}及諧振電感L_f：

對于LCL濾波器，濾波電容C_{f_LCL}可以按照如下公式確定：

對于LLCL濾波器，諧振頻率設置在開關頻率f_s處，那么諧振電容C_{f_LLCL}和諧振電感L_f可以按照如下公式確定：

式中，λ是數字控制系統的延時時間系數；

步驟4：為了防止逆變器輸出導納和電網導納的交互點落入非無源區間二，需要從總濾波電容C_total中分裂出一個電容作為最小的網側電容C_{g_min}，可以根據下述公式計算網側電容；

C_{g_min}＝C_total-C_f (4)

式中，對于LCL和LLCL濾波器，C_f分別取C_{f_LCL}和C_{f_LLCL}；

步驟5：選擇控制器比例增益K_p的參數值；

步驟6：濾波器參數漂移會導致非無源區間一的出現，可能會引起整個系統的諧振不穩定現象，因此將C_{g_min}分裂成EMI電容和阻尼電容C_d，并且在C_d支路串聯阻尼電阻R_d形成RC阻尼來確保系統穩定；根據下述公式選擇C_EMI和C_d，根據等效Q值法選取阻尼電阻R_d；

步驟7：對步驟2、步驟3、步驟5和步驟6中選取的參數值進行校驗：若滿足最小電網電感和電容情況下，逆變器輸出導納和電網導納的交互點頻率f_i滿足位于無源區間內，則校驗通過，參數設計完成；若不滿足，則校驗未通過，返回步驟2進行新一輪的參數選取。

2.根據權利要求1所述的適應電網電抗變化的并網逆變器濾波器及控制設計方法，其特征在于：所述LLCL濾波器的拓撲結構包括橋臂側電感L₁、電網側電感L₂、諧振電容C_f、諧振電感L_f，逆變器側電感L₁與逆變器輸出橋臂相接，電網側電感L₂的一端與逆變器側電感L₁相連，電網側電感L₂的另一端作為濾波器輸出與電網相連，濾波電容C_f與與諧振電感L_f串聯后與逆變器側電感L₁并聯；而所述LCL濾波器的拓撲結構只需在LLCL濾波器的拓撲結構上省略諧振電感L_f，其余不變。