一种用于配网电能质量改善方法的LCCR滤波器技术

本发明专利技术公开了一种用于配网电能质量改善方法的LCCR滤波器，包括LC滤波电路和RC电路，所述LC滤波电路和RC电路并联连接，本发明专利技术中的参数是从频率特性中得到的，具有明显的物理意义。提出的参数与最终的设计目标参数有比较明显的对应关系。传统方法中，LCCR滤波器往往要经过多次调整才能满足要求，本发明专利技术提出的方法可以大大减少参数调整，降低多参数LCCR滤波器设计的复杂性，有效提高滤波器设计的准确性和快速性。快速性。快速性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于配网电能质量改善方法的LCCR滤波器


[0001]本专利技术涉及电力
，具体是一种用于配网电能质量改善方法的LCCR滤波器。

技术介绍

[0002]新能源系统中应用的功率变换系统主要采用PWM技术来驱动功率器件，其输出电压和电流中含有大量的谐波成分。这些谐波将导致系统中出现额外的谐波损耗，并影响电网的电能质量和系统稳定性。为了改善输出电能质量，无源滤波器如L型滤波器、LC型滤波器和LCL滤波器被用于功率变换器。其中，L型滤波器的结构简单，易于控制，但其缺点是滤波能力差，体积大。LC滤波器的频率特性曲线更陡峭，因此在相同体积下，LC滤波器可以更好地抑制谐波。但当功率变换器的输出分量的频率接近滤波器的谐振频率时，LC滤波器会出现明显的谐振现象，这将严重影响系统的稳定性。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种用于配网电能质量改善方法的LCCR滤波器，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种用于配网电能质量改善方法的LCCR滤波器，包括LC滤波电路和RC电路，所述LC滤波电路和RC电路并联连接，与LC滤波电路并联的RC电路可以给滤波器带来可控的阻尼，既能抑制谐振，又不影响滤波器的谐波抑制性能。通过参数化设计方法，利用频率特性的新参数来计算滤波器参数，所定义的参数可以直接反映LCCR滤波器的频率特性。
[0006]作为本专利技术的进一步技术方案：所述RC支路用于给滤波器带来可控的阻尼。r/>[0007]作为本专利技术的进一步技术方案：所述LCCR滤波器的低通区域设计为基波段，将滤波器的高频谐波抑制区域设计为一次开关谐波段，通过该区域，LCCR滤波器可以抑制开关谐波成分和间谐波成分。
[0008]作为本专利技术的进一步技术方案：高频段和低频段的传输函数都是二阶系统，在低频段增益为0dB，在高频段衰减率为
‑
40dB/dec。
[0009]作为本专利技术的进一步技术方案：所述LCCR滤波器的频率特性由电感、电阻和电容的参数影响。
[0010]作为本专利技术的进一步技术方案：所述LC滤波电路包括并联连接的电感L1和电容C1。
[0011]作为本专利技术的进一步技术方案：所述RC电路包括串联连接的电容C2和电阻R2。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术中的参数是从频率特性中得到的，具有明显的物理意义。提出的参数与最终的设计目标参数有比较明显的对应关系。传统方法中，LCCR滤波器往往要经过多次调整才能满足要求，本专利技术提出的方法可以大大减少参数调整，降低多参数LCCR滤波器设计的复杂性，有效提高滤波器设计的准确性和快速性。
附图说明
[0013]图1是LCCR型无源滤波器的拓扑结构图。
具体实施方式
[0014]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]实施例1：请参阅图1所示，一种用于配网电能质量改善方法的LCCR滤波器，滤波电路中的LC电路由L1和C1构成，RC电路由C2和R2串联而成，与LC电路中的电容C1并联，RC电路与LC滤波电路中的电容并联。
[0016]实施例2：在实施例1的基础上，RC电路中的电阻为阻尼电阻，用于提高系统稳定性，抑制系统谐振。
[0017]工作原理：
[0018]LCCR滤波器的频率特性由电感、电阻和电容的参数影响，为了消除设计变量的耦合关系，本文重新定义了一组频率特性设计参数，分别为参数α、β、K1、K2；
[0019]参数α的定义为α＝L1C1。
[0020]参数β的定义为
[0021]参数K1的定义为
[0022]参数K2的定义为
[0023]LCCR滤波器的频率特性由四个参数α、β、K1、K2决定，本专利技术采用固定变量法来设计参数。
[0024]由于高频段和低频段的传输函数都是二阶系统，LCCR滤波器的特性可以表现为阻尼比和谐振频率，如式所示：
[0025][0026]其中ζ
L
是低频段的阻尼比，ζ
H
是高频段的阻尼比，ω
nL
是低频段的谐振频率，T
r
(s)是ω
nL
和ω
nH
的加权函数。通过电感、电阻和电容的参数，这四个变量耦合在一起。为了消除设计变量的耦合关系，本文重新定义了一组频率特性设计参数。重新定义的参数可以表示为：
[0027][0028]频率响应特性的关键因素可以由重新定义的参数表示为：
[0029]由该公式可知，参数ζL和ωnL只受K1和α的影响，因而解除了滤波器参数之间的耦合关系。当α变化而其他参数固定时，LCCR滤波器频响曲线的转折频率逐渐降低，而LCCR滤波器在高频段的衰减始终保持在
‑
40dB/dec，低频段特性不受参数α变化的影响，因此，主要是α影响了滤波器的转折频率。当β变化时，几条频响曲线几乎重合。β对频响曲线的影响不大，主要影响的是滤波元件的参数值。当K1变大时，频率响应曲线的谐振峰变得更加陡峭。因此，K1主要影响频响曲线的谐振峰值。此外，随着K1的增加，滤波器频响曲线的转折频率变得更高。当K2变大时，频响曲线的峰值有所下降，频响曲线的转折频率变高。
[0030]LCCR滤波器的参数设计包括：根据LCCR滤波器实际转折频率的要求，计算参数α；根据系统的频谱特性，确定二阶系统的阻尼比ζ
L
。然后计算参数K1；为了保持转弯频率，调整参数K2以补偿由参数K1引起的转弯频率的偏差；参数β由所需部件的实际参数决定，那么L1、C1、C2和R2的参数值也可以各自相应求解。
[0031]本专利技术提出的方法利用频率特性的新参数来计算滤波器参数，所定义的参数可以直接反映LCCR滤波器的频率特性。本专利技术提出的LCCR滤波器的参数化设计方法可以降低多参数LCCR滤波器设计的复杂性，有效提高滤波器设计的准确性和快速性。
[0032]对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本专利技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本专利技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0033]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于配网电能质量改善方法的LCCR滤波器，包括LC滤波电路和RC电路，其特征在于，所述LC滤波电路和RC电路并联连接。2.根据权利要求1所述的一种用于配网电能质量改善方法的LCCR滤波器，其特征在于，所述RC支路用于给滤波器带来可控的阻尼。3.根据权利要求2所述的一种用于配网电能质量改善方法的LCCR滤波器，其特征在于，所述LCCR滤波器的低通区域设计为基波段，将滤波器的高频谐波抑制区域设计为一次开关谐波段，通过该区域，LCCR滤波器能够抑制开关谐波成分和间谐波成分。4.根据权利要求3所述的一种用于配网电能质量改善方法的LCCR滤波器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢小杰，缪俊杰，许达，陆书恒，许巍，肖祎，沈华胄，何晓伟，秦昊，张俊，谢涌，周浩，徐琪森，陈磊，
申请(专利权)人：国网宁波综合能源服务有限公司，
类型：发明
国别省市：