一种APF并网用LCL滤波器制造技术

一种APF并网用LCL滤波器，包括逆变器、逆变器控制、LCL滤波器、PWM脉宽调制四个部分。这种结构滤波器网侧电感可以等效到电网阻抗，即增加了电网等效支路的阻抗，从而给电容参数选取留有裕量，也减小了电容的体积。变流器侧电抗器除滤除高次谐波外，还具有升压和能量交换的功能。并且将DC直流源通过功率器件变为交流谐波，保证交流电源质量，提高了低谐波含量、提高功率因数。

A LCL filter for APF grid connection

A LCL filter for APF grid connected, including inverter, inverter control, LCL filter, PWM pulse width modulation of four parts. The inductance of the network side of the structure filter can be equivalent to the impedance of the network, that is, the impedance of the equivalent branch of the network is increased, thus the allowance of the capacitance parameter is selected, and the volume of the capacitor is also reduced. The converter side reactor not only filters out the higher harmonics, but also has the functions of boosting and energy exchange. The DC DC source is converted into AC harmonic through power device, which ensures the quality of AC power supply, improves the low harmonic content and improves the power factor.

【技术实现步骤摘要】
一种APF并网用LCL滤波器
本专利技术涉及一种LCL滤波器，尤其涉及一种有源电力滤波器（APF）并网用LCL滤波器。
技术介绍
有源电力滤波器，是采用现代电力电子技术和基于高速DSP器件的数字信号处理技术制成的新型电力谐波治理专用设备。它由指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成。指令电流运算电路实时监视线路中的电流，并将模拟电流信号转换为数字信号，送入高速数字信号处理器（DSP）对信号进行处理，将谐波与基波分离，并以脉宽调制（PWM）信号形式向补偿电流发生电路发送驱动脉冲，驱动IGBT或IPM功率模块，生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流并注入电网，对谐波电流进行补偿或抵消，主动消除电力谐波。将DC直流源通过功率器件变为交流谐波，需要保证交流电源达到一定的指标，需要低谐波含量、高功率因数，才能够并入污染网络。典型的方法就是在电网与功率器件之间串联电感器作为滤波器。然而，为了减小开关频率附近的高次谐波，需要采用电感值很大的电感器。高功率设备通常在百千瓦以上，大电感值的电抗器造价相当昂贵，且电感器体积太大，使得系统的动态响应变差。
技术实现思路
为了克服决电感滤波器碰到的难题，本专利技术提出一种LCL滤波器，它既能提高系统的动态响应能力，又能满足系统对谐波控制的要求。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：将电抗器分为网侧电抗器Lg和变流器侧电抗器Li，网侧电抗器和变流器侧电抗器之间是三个星形联结的电容器Cf。这种结构的网侧电感Lg实际上可以等效到电网阻抗，即增加了电网等效支路的阻抗，从而给电容参数选取留有裕量，也减小了电容的体积。变流器侧电抗器Li除滤除高次谐波外，还具有升压和能量交换的功能。APF并网用LCL滤波器包括逆变器、逆变器控制、LCL滤波器、PWM脉宽调制四个部分。所述逆变器将输入功率电源（Inputpowersource）输入的直流电逆变为电网中使用的三相电源。所述逆变器控制包括PLL锁相环、直流电压环PID控制、直流电流环PID控制和PWM脉宽调制四个部分，实现将直流电逆变为交流电的功能。所述LCL滤波器为三相滤波器，包括三个LCL滤波器，每对滤波器包括两个滤波电感和一个滤波电容。本专利技术的有益效果是：这种结构的网侧电感Lg可以等效到电网阻抗，即增加了电网等效支路的阻抗，从而给电容参数选取留有裕量，也减小了电容的体积。变流器侧电抗器Li除滤除高次谐波外，还具有升压和能量交换的功能。并且将DC直流源通过功率器件变为交流谐波，保证交流电源质量，提高了低谐波含量、提高功率因数。附图说明图1逆变器并网框图。图2LCL滤波器单相电路拓扑。图3LCL滤波电路转换后在S域的方框图。具体实施方案图1中，逆变器VSI由六个IGBT开关管组成的桥式电路组成。电源输入经过滤波电容后，连接逆变器VSI，再串联LCL滤波器，最好和电网连接，构成逆变器并网主电路。逆变器控制单元是将电网侧电压、电流经过采样后，分别进行坐标变换，并且将电网侧电压进行锁相，得到电网相角。将直流侧电压进行电压控制，即PID控制，输入量为直流侧电压和直流侧给定电压，得到直流给定电流，将以上电压、电流和相角作为电流控制的给定，进行计算，即可得到PWM脉宽调制的电压给定。图2中，对于LCL谐振网络，如果参数设计不合理，对系统的稳定性就有很大影响，还有可能起到相反的滤波效果。Ri、Rg是电感的等效电阻，在回路中实际没有具体器件，RC是具体的电阻器件，串联在滤波回路中，统称阻尼电阻。图3中，LCL滤波器作为谐波并网的设备，不但要控制电流谐波含量,而且要控制电压谐波含量,Cf的大小将直接影响并网电压波形的优质与否，而且还关系到功率因数的高低问题，因此Cf的选取也很重要。LCL滤波器自身存在着谐振,PWM并网设备是典型的谐波发生器,它产生的某次谐波电流可能会对滤波器的谐振产生激励,这就会导致该次谐波幅值突然增大，输入电流发生振荡，出现系统过流故障或者损坏设备。为了抑制谐振，提高系统的稳定性和可靠性，可以在LCL滤波器中加入阻尼元件Rc，这种方法抑制谐振非常有效。通过增加阻尼电阻Rc，有效地抑制了谐振的发生，增强了系统的可靠性，提高了系统的稳定性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种APF并网用LCL滤波器，其特征在于：包括逆变器、逆变器控制、LCL滤波器、PWM脉宽调制四个部分。

【技术特征摘要】
1.一种APF并网用LCL滤波器，其特征在于：包括逆变器、逆变器控制、LCL滤波器、PWM脉宽调制四个部分。2.如权利要求1所述的APF并网用LCL滤波器，其特征在于所述逆变器是由6个IGBT组成的桥式逆变电路。3.如权利要求1所述的APF并网用LCL滤波器，其特征在于所述逆变器控制包括PLL锁相环、直流电压环PID控制、直流电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：李福来，
申请(专利权)人：李福来，
类型：发明
国别省市：辽宁,21