本发明专利技术提出了一种基于改进型LLCL滤波器的并网逆变电路的有源阻尼法，其中并网逆变器通过改进型的LLCL滤波器与电网相连接，改进型的LLCL滤波器包括第一滤波电感、第二滤波电感和谐振抑制支路，而谐振抑制支路由Lf-Cf串联谐振支路和Cd阻尼支路并联构成。取逆变器侧电流作为外环电流反馈，取Cd阻尼支路电流作为内环电流来抑制谐振峰，保证系统正常运行，并有效解决了阻尼电阻上的功率损耗和散热问题，提高了并网逆变器系统的整机效率。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提出了一种基于改进型LLCL滤波器的并网逆变电路的有源阻尼法，其中并网逆变器通过改进型的LLCL滤波器与电网相连接，改进型的LLCL滤波器包括第一滤波电感、第二滤波电感和谐振抑制支路，而谐振抑制支路由Lf-Cf串联谐振支路和Cd阻尼支路并联构成。取逆变器侧电流作为外环电流反馈，取Cd阻尼支路电流作为内环电流来抑制谐振峰，保证系统正常运行，并有效解决了阻尼电阻上的功率损耗和散热问题，提高了并网逆变器系统的整机效率。【专利说明】-种基于改进型LLCL滤波器的并网逆变电路及其滤波方 法
本专利技术属于电网变换器的控制
，尤其涉及一种基于改进型LLCL滤波器 的并网逆变电路的有源阻尼法。
技术介绍
近年来，新能源的并网问题得到学术界的广泛关注。并网逆变器是并网电路中很 重要的一环，采用PWM调制方法的并网逆变器具有单位功率因数、能量双向流动等优点，但 是同时也会产生开关频率次的谐波，给电网带来谐波污染，甚至严重影响电气设备的正常 运行和工作。 为抑制并网逆变器所带来的高频谐波，可在逆变器和电网连接处加入低通滤波 器，其中LCL滤波器优势较明显。近年，在LCL滤波器的基础上又发展出了一种新型高阶滤 波器LLCL型滤波器，它用一个L-C谐振支路代替原有的电容支路，以消除开关频率次谐波。 与LCL滤波器相比，LLCL滤波器要达到相同的滤波效果所需的电网侧电感值更小，并不会 给控制带来额外困难。 然而，作为一种高阶滤波器，LLCL滤波器与LCL滤波器一样存在正谐振峰，在谐振 电流的激发下，可能会导致变换器控制的不稳定，进而引起系统谐振问题。为抑制谐振峰来 保证系统的稳定，通常采用无源或有源阻尼方法。最简单的方法是在L-C支路上串联一个 电阻。也可以通过并联Rd-Cd阻尼支路的方法，对于LLCL滤波器，有两种并联方法。三种 无源阻尼法分别如图2所示，其中将Rd-Cd阻尼支路与L-C谐振支路并联能够更好地滤除 开关次谐波，同时它在高频段也具有更好的滤波效果。但是，由于Rd-Cd阻尼支路中的阻尼 电阻Rd的存在不仅需要消耗一定的有功功率，造成不必要的能量损失，同时也给系统的散 热带来了一定的问题，尤其是大功率应用场合，往往需要为阻尼电阻设计专门的冷却装置。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的不足，为了在不影响滤波效果的前提下，本专利技术引入了 一种基于改进型LLCL滤波器的并网逆变电路的有源阻尼法，即去掉阻尼电阻Rd，通过取逆 变器侧电流作为外环电流反馈并取Cd阻尼支路电流U作为内环电流来抑制谐振峰。同 时对这种有源阻尼法的相关控制参数设计进行了详细地分析与推导。 为解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案： 1、一种基于改进型LLCL滤波器的并网逆变电路， 并网逆变器通过改进型的LLCL滤波器与电网相连接，其中改进型的LLCL滤波器 包括第一滤波电感U、第二滤波电感"和谐振抑制支路，而谐振抑制支路由L f_Cf串联谐 振支路和Cd阻尼支路并联构成。并网逆变器通过第一滤波电感U与C d阻尼支路相连接， 电网通过第二滤波电感L2与Lf-Cf串联谐振支路相连接，C d阻尼支路与Lf-Cf串联谐振支路 并联组成谐振抑制支路。 2、一种基于改进型LLCL滤波器的并网逆变电路的有源阻尼法，其控制方法是： 取逆变器侧电流h作为外环电流反馈，取Cd阻尼支路电流iel作为内环电流，从而 达到抑制谐振峰，保证系统控制稳定的效果。 与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果： 1、与LCL滤波器相比，本专利技术所提出的改进型LLCL滤波器并不会对系统造成额外 的控制困难，并且能够达到更好的滤波效果，优势更明显。 2、与带有Rd-Cd阻尼支路的LLCL滤波器相比，本专利技术所提出的改进型LLCL滤波 器去掉了 Rd阻尼电阻，避免了阻尼电阻所引起的能量损耗和散热等问题，通过引入有源阻 尼法取得了更好的滤波效果，有效地抑制了谐振峰，使系统能稳定正常运行。 【专利附图】【附图说明】 图1 (a)为简化的简化的基于LCL滤波器的并网逆变电路原理图，（b)为简化的基 于LLCL滤波器的并网逆变电路原理图，（c)为两种电路传递函数对应的伯德图； 图2分别为LLCL滤波器的三种无源阻尼法及对应的伯德图； 图3为本专利技术提出的基于改进型LLCL滤波器的并网逆变电路原理图； 图4为基于改进型LLCL滤波器的并网逆变电路的系统控制框图； 图5为基于改进型LLCL滤波器的并网逆变电路的开环传递函数伯德图； 图6为基于改进型LLCL滤波器的并网逆变电路的闭环传递函数零极点图。 附图中各符号及标识说明： E-逆变器输入电压；Ui-逆变器输出电压；Ug-电网电压；Ue-LLCL滤波器谐振抑 制支路电压；s al、Sbl、Sa2、sb2-绝缘栅双极型晶体管 ；L「第一滤波电感；ii-逆变器侧电流； L2-第二滤波电感；i2-电网侧电流；Cf-串联谐振支路电容；L f -串联谐振支路电感；:1。2-串 联谐振支路电流；Cd-阻尼支路电容；R d-阻尼支路电阻；阻尼支路电流；i12-阻尼支 路和串联谐振支路的中间电流；? -基准电流；GPI-外环电流h的比例积分控制器参数； k。-内环电流i2的比例参数。 【具体实施方式】 下面结合附图和具体实施对本专利技术做进一步阐述。 为了进一步了解LLCL滤波器的性能优势，先将其与传统的LCL滤波器进行比较， 两者的简化电路分别如图1 (a)、(b)所示。其中LLCL滤波器的Lf-Cf谐振支路可以通过Lf、 Cf的串联谐振在特定频率处达到零阻抗，而这个特定频率通常被设在开关频率，以消除开 关频率次谐波。为进一步探讨两种滤波器的特性，由图1 (a)、(b)可以推导出滤波器的传递 函数，式（1)为LLCL滤波器的传递函数，其中当Lf = 0时，即可得到LCL滤波器的传递函 数。 【权利要求】1. 一种基于改进型LLCL滤波器的并网逆变电路，其特征在于，所述并网逆变器通过改 进型的LLCL滤波器与电网相连接，所述改进型的LLCL滤波器包括第一滤波电感U、第二滤 波电感L 2和谐振抑制支路。2. 根据权利要求2所述的并网逆变电路，其特征在于，所述谐振抑制支路由Lf-Cf串联 谐振支路和C d阻尼支路并联构成，其中所述并网逆变器通过第一滤波电感U与Cd阻尼支 路相连接，电网则通过第二滤波电感L 2与Lf-Cf串联谐振支路相连接。3. 根据权利要求1所述的并网逆变电路，其特征在于，所述并网逆变器包括光伏并网 逆变器、风力发电并网逆变器。4. 根据权利要求2所述的并网逆变电路，其特征在于，所述Lf取值为77 μ H。5. 根据权利要求2所述的并网逆变电路，其特征在于，所述Cf和Cd取值为2 μ f。6. 根据权利要求2所述的并网逆变电路，其特征在于，所述第一滤波电感U取值为 1. 2mH。7. 根据权利要求2所述的并网逆变电路，其特征在于，所述第二滤波电感L2取值为 0.22mH。8. -种基于有源阻尼法的滤波方法，用于权利要求1-3之一所述的改进型LLCL滤波器 的并网逆变电路中，其特征在于，所述有源阻本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于改进型LLCL滤波器的并网逆变电路，其特征在于，所述并网逆变器通过改进型的LLCL滤波器与电网相连接，所述改进型的LLCL滤波器包括第一滤波电感L1、第二滤波电感L2和谐振抑制支路。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：古金茂，王新庆，张军兆，张强，朱妙玲，陈宁，李晓亮，段美珠，
申请(专利权)人：北京星航机电装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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