一种单相并网LCL型逆变器系统技术方案

本实用新型专利技术涉及并网逆变控制领域，具体涉及一种单相并网LCL型逆变器系统。该系统是基于在不升高直流母线电压的前提下，在逆变器结构及调制方式确定的基础上，仅利用直流母线电压和并网电流即可以得到全部的LCL滤波器设计参数，即逆变器输出侧电感Li、电网侧电感Lg和滤波电容Cf，及谐振频率fres，完成LCL滤波器参数的设计。该系统不仅能有效抑制开关频率处以及高次谐波，满足滤波性能的要求，而且能够降低并网逆变器直流母线电压的限制，实现较低直流母线电压下的逆变器并网运行；同时设计方法直观实效，计算简便，省去了反复试凑、迭代的步骤，简单快捷。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及并网逆变控制领域，具体涉及一种单相并网LCL型逆变器系统。
技术介绍
随着环境污染和化石能源危机的不断加剧，清洁的可再生能源得到了快速的发展，其中太阳能、风能等新能源发电的并网控制研究更是备受国内外关注。并网逆变器作为新能源发电并网的关键装置，由于其一般采用高频的SPWM调制，将导致大量的高频谐波电流流入电网，对电网中的EMI敏感设备产生干扰，因此并网逆变器必须配备输出滤波器装置。相较于传统的L型滤波器，人们通常选择高频谐波抑制能力更强的LCL滤波器作为并网逆变器的滤波装置。对于不同的LCL滤波器设计方法，目前已有很多文献进行了详细地介绍。申请公布号为CN104242617A的中国专利，名称为《一种并网逆变器的LCL滤波器的参数设计方法》，该方法基于桥臂输出电压抑制比，在逆变器结构及调制方式确定的基础上，通过选取谐振频率和逆变器开关频率处的谐波衰减比例系数，完成对LCL保证对滤波性能的要求，同时通过优化设计使得滤波电感和滤波电容取值最小。申请公布号为CN102263417A的中国专利，名称为《光伏并网用逆变器中LCL滤波器混合阻尼参数设计方法》，该方法采用了主动阻尼和被动阻尼协同工作的方法对LCL滤波器的谐振进行抑制。主动阻尼部分采用滤波器电容电流反馈的控制方法，被动阻尼部分采用滤波电容串联阻尼电阻的方法。对于一个LCL滤波器，在保证足够的阻尼系数的情况下，计算被动阻尼所需的阻尼电阻大小，以及主动阻尼的反馈系数，并对设计的协同控制阻尼方案进行校验，并使阻尼电阻的损耗尽可能小。授权公告号为CN103078321A的中国专利，名称为《一种光伏并网与有源滤波统一控制的LCL滤波器的设计方法》，该方法首先确定LCL滤波器的总电感值LT、滤波电容值Cf以及谐振频率fres，然后根据它们三者的约束条件确定总电感值LT以及滤波电容Cf的上限值，最后推算得到Li、Ls、Cf。授权公告号为CN203859519U的中国专利，名称为《LCL滤波器以及风电并网无源滤波系统》，其技术特征为“一种LCL滤波器，包括逆变器侧电感、第一电解电容、第二电解电容以及网侧电感；所述第一电解电容的正极与第二电解电容的正极相接；所述第一电解电容的负极通过所述逆变器侧电感电学连接至所述LCL滤波器的输入端，所述第一电解电容的负极同时通过所述网侧电感电学连接至所述LCL滤波器的输出端；所述第一电解电容与第二电解电容轮流工作，实现对输入端接收到的输入电压的滤波。”授权公告号为CN203840192U的中国专利，名称为《一种并网逆变器输出滤波器》，其技术特征为“一种并网逆变器输出滤波器，其包括：无源滤波器，所述无源滤波器包括N个相互并联的滤波电容支路；串联在M个所述相互并联的滤波电容支路中的每一个滤波电容上的阻尼电阻，其中N和M均为正整数且1≤M≤N-1；以及并联在每一个所述阻尼电阻上的旁路电感。“以上这些系统和方法结构复杂，滤波效果差，功耗大，而且需要反复迭代试凑才能达到设计要求。
技术实现思路
鉴于上述提出的技术问题，本技术的目的在于提供一种单相并网LCL型逆变器系统，该系统在不升高直流母线电压的前提下，仅利用直流母线电压和并网电流即可以得到全部的LCL滤波器设计参数，即逆变器输出侧电感Li、电网侧电感Lg和滤波电容Cf，及谐振频率fres，从而实现逆变器的成功并网。为了解决以上提出的问题，本技术采用如下的技术方案：一种单相并网LCL型逆变器系统，包括直流侧输入滤波电容Cdc，逆变器和滤波器，其中所述逆变器由四个相互电学连接在一起的单相全桥逆变器的开关管S1～S4组成，用于将输入的直流电压udc逆变为交流电压；所述滤波器为LCL滤波器，包括逆变器输出侧电感Li、电网侧电感Lg和滤波电容Cf，所述逆变器输出侧电感Li电学连接至所述LCL滤波器的输入端，所述电网侧电感Lg电学连接至所述LCL滤波器的输出端；所述LCL滤波器的输入端耦接至所述逆变器，所述LCL滤波器的输出端耦接至电网；所述LCL滤波器对所述逆变器传输的交流电压进行滤波后，传输至电网。在所述LCL滤波器电容支路串联一个阻尼电阻，阻尼电阻一般取值为所述滤波电容Cf容抗的1/3。所述LCL滤波器各参数的限制条件为： ( 1 ) - - - L i ≤ u d c 2 ωI g = u d c U g 2 ω P = L i m a x ]]> ( 2 ) - - - I i min = ( U g ωL i max ) 2 + 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单相并网LCL型逆变器系统，其特征在于：包括直流侧输入滤波电容Cdc，逆变器和滤波器，其中所述逆变器由四个相互电学连接在一起的单相全桥逆变器的开关管S1～S4组成，用于将输入的直流电压udc逆变为交流电压；所述滤波器为LCL滤波器，包括逆变器输出侧电感Li、电网侧电感Lg和滤波电容Cf，所述逆变器输出侧电感Li电学连接至所述LCL滤波器的输入端，所述电网侧电感Lg电学连接至所述LCL滤波器的输出端；所述LCL滤波器的输入端耦接至所述逆变器，所述LCL滤波器的输出端耦接至电网；所述LCL滤波器对所述逆变器传输的交流电压进行滤波后，传输至电网。

【技术特征摘要】
1.一种单相并网LCL型逆变器系统，其特征在于：包括直流侧输入滤波电容Cdc，逆变器和滤波器，其中所述逆变器由四个相互电学连接在一起的单相全桥逆变器的开关管S1～S4组成，用于将输入的直流电压udc逆变为交流电压；所述滤波器为LCL滤波器，包括逆变器输出侧电感Li、电网侧电感Lg和滤波电容Cf，所述逆变器输出侧电感Li电学连接至所...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖园园，肖静，张阁，杨艺云，周杨珺，金庆忍，郭敏，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：广西;45