[實用新型]一種分布式電源并網逆變系統濾波器電路

有效

• 申請號: 201822004447.2
• 申請日: 2018-12-02
• 公開（公告）號: CN209298886U
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 朱娟娟;閆群民
• 申請（專利權）人: 陜西理工大學
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/38
• 代理公司: 西安啟誠專利知識產權代理事務所(普通合伙) 61240
• 代理人: 李艷春

本實用新型公開了一種分布式電源并網逆變系統濾波器電路，逆變系統包括逆變橋和與逆變橋連接的逆變橋驅動電路，分布式電源并網逆變系統濾波器電路包括濾波器主電路，濾波器主電路包括電感L11、電感L12、電感L13、電感L21、電感L22、電感L23、電感L31、電感L32、電感L33、電容C11、電容C12、電容C13、電容C21、電容C22、電容C23、電容C31、電容C32、電容C33、電阻R11、電阻R12和電阻R13。本實用新型電路結構簡單，設計新穎合理，實現方便，能夠有效提高逆變橋輸出的電能質量，實用性強，使用效果好，便于推廣使用。

技術領域

本實用新型屬于分布式電源并網技術領域，具體涉及一種分布式電源并網逆變系統濾波器電路。

背景技術

分布式電源是建立在電力電子技術的基礎上，大量的電力電子轉換器將應用到電力系統中來，這些器件將擔負著能量的傳遞和負荷的投切等重要功能。分布式電源并網時，由于逆變器等電力電子器件的應用，給系統帶來了大量的諧波。分布式電源的隨機性也使電壓穩定性受到影響。因此研究分布式電源帶來的電能質量問題及其解決方法非常重要。電能質量問題包括電壓波動、電壓偏差、諧波與直流分量、三相不平衡及電壓暫降問題。

分布式電源一般采用電力電子裝置實現電能的變換后并入電網。常用電流型換流器和電壓型換流器。換流器工作時會產生大量的特征諧波和非特征諧波，例如，光伏與風電等分布式電源與常規電力系統并網運行會對電力系統運行、控制、保護等產生影響。

諧波的污染與危害主要表現在對電力與信號的干擾影響方面，可大致概括為:

在電力危害方面：

(1)諧波對旋轉電機的主要影響是產生附加損耗，其次產生機械振動，噪聲和諧波過電壓，縮短其使用壽命。

(2)諧波對供電變壓器的影響主要是產生附加損耗，溫升增加、出力下降、影響絕緣壽命。

(3)諧波對變流裝置的影響是交流電壓可能引起不可逆變流設備控制角的時間間隔不等，并通過正反饋而放大系統的電壓畸變，使變流器工作不穩定，而對逆變器則可能發生換流時失敗而無法工作，甚至損壞變流設備。

在信號干擾方面：

(1)對通信系統產生電磁干擾，使電信質量下降。

(2)重要的和敏感的自動控制、保護裝置不正確動作。

(3)危害到功率處理器自身的正常運行。

因此各個國家和地區都相應制定了分布式電源的并網標準。為了達到并網的電能質量要求，逆變器與電網之間通常使用濾波器作為并網接口。

目前，抑制諧波的方法主要有無源濾波器、有源濾波器、混合型濾波器。無源濾波器的濾波特性由電網阻抗與濾波支路阻抗的比值決定，受電網參數的影響很大。有源濾波器雖能克服無源濾波器存在的缺陷，但受其開關器件容量和成本等方面的限制，無法獨立掛載在大功率高壓電網運行。而混合型濾波器兼顧了兩者的長處，不僅具有良好的濾波性能，其初期投資也相對較低。

大功率并網逆變器的開關頻率相對較低，相對于傳統的L型或LC型濾波器，并網逆變器采用LCL型輸出濾波器具有輸出電流諧波小，濾波器體積小的優點。因而LCL濾波器作為新的濾波并網接口成為研究熱點。LCL濾波器在達到與L濾波器相同濾波效果的情況下，顯著減小了濾波器的體積和成本，同時改善了系統的動態性能。

LCL的結構對高頻分量呈高阻態，抑制電流諧波，并且同電網串聯的電感L還可以起到抑制沖擊電流的作用。要達到相同的濾波效果，LCL濾波器的總電感量比L和LC濾波器小得多，能降低成本，減小裝置的體積重量。尤其是在中大功率應用場合，LCL濾波器的優勢更為明顯。但LCL濾波器參數設計較復雜，同時LCL濾波器會帶來諧振的問題，會導致系統不穩定。