一种基于LLCL型滤波器的光伏逆变器分析与设计

提出了新型并网逆变器的高阶功率滤波器的拓扑电路,称为LLCL滤波器。采用新型LLCL型滤波器对单相光伏并网逆变器进行滤波,LLCL滤波器通过在传统LCL滤波器的电容支路中串联一个小的电感达到在开关频率处产生串联谐振,相比LCL型滤波器能够更大程度地对串联谐振频率处的电流谐波进行衰减,可以减少电感装置的体积和重量,减少动态响应时间。更重要的是,能够减少电网侧的电感值,这样可以提高特征谐振频率点,有利于并网逆变器的控制。对比分析了传统LCL滤波器和LLCL滤波器的性能,证实和评估LLCL滤波器的优越性。对LLCL滤波器进行了参数设计,使用Matlab仿真软件搭建模型,仿真结果表明系统具有较好的稳态性能,且抗干扰性能好。     

LCL滤波器在并联型有源电力滤波器中的设计

在满足相同的高频滤波效果的情况下,LCL滤波器所需的总电感值比L滤波器小,因此更适于在大功率、开关频率较低的电流源控制型并网设备上应用。然而针对该类型滤波器的参数设计不仅关系到开关频率处纹波抑制效果,同时也会影响电流控制器的性能。随着高频谐波抑制效果明显的LCL滤波器在并联型有源滤波器中应用,基于谐波电流跟踪控制器的LCL参数设计需要进一步研究,因此文中基于并联型有源电力滤波器给出一套LCL滤波器设计方法,并通过仿真验证该LCL滤波器的有源电力滤波器的有效性。     

LCL滤波器参数性能的比较

LCL型滤波器就谐波滤除相较于L型以及LC型滤波器具有很大的优势,在此首先通过对滤波总电感值L1+L2与滤波电容C2两者之间的关系进行研究,然后提出一种在滤波电容以及总电感值较低且不变的情况下,通过改变滤波电感L1,L2的值设计出满足并网要求且谐波抑制最为显著的滤波器。最后通过10 k VA样机实验验证该设计取得了良好的效果。     

基于LCL型滤波器的光伏并网逆变器的控制策略研究

光伏并网逆变器的LCL型滤波器与传统的L型﹑LC型相比较而言,在相同的电感量的情况下,LCL型滤波器对注入电网的高阶次谐波具有更好的抑制能力,谐波衰减十分明显,但是用LCL型滤波器作为光伏并网接口,容易产生谐振尖峰,影响整个系统的稳定性。本文主要对基于LCL型的光伏并网逆变器的直接转矩控制策略分析研究,提出改进的基于准直接功率控制(DPC)的控制策略,对LCL型滤波器的谐振问题进行有效抑制并且提高对光伏并网电压电流的控制能力。     

光伏并网输出滤波器的研究与设计

逆变器的输出滤波对于电网安全工作尤为重要.首先对并网逆变器的滤波器进行研究,导出了LCL滤波器的传递函数,分析了不同参数变化对传递函数的影响.其次基于电路模型、传递函数及谐波分量的特点,介绍了LCL滤波器的设计方法并给出了消振措施.最后根据并网控制系统,建立光伏并网系统的仿真模型,对系统输出进行仿真,得到较好的仿真数据,实验证明了这种LCL滤波器设计方法的优越性.     

LCL型并网逆变器电流控制稳定性分析

在LCL型光伏并网逆变器中,电流控制器的比例控制系数设计不合理易造成系统不稳定,甚至损坏逆变器。对采用逆变侧电感电流反馈的LCL型三相光伏并网逆变器进行数学建模,运用Routh-Hurwitz稳定性判据基于系统离散化模型进行稳定性分析,可求得比例控制系数的精确范围。分析逆变侧电感、滤波电容以及网侧电感的取值与比例控制系数的关系,探讨滤波电感和电容的取值对系统稳定性的影响。通过Matlab仿真及在50 k W光伏逆变器实验平台上进行测试,验证了所进行的稳定性分析的正确性。     

三相电压型PNH整流器LCL滤波器设计方法

本文提出了一种新型三相电压型整流器LCL滤波器的设计方法,该方法根据IEEE-519标准要求的电流谐波限制条件,将谐振频率fres,网侧电感Lg与变流器侧电感Lr的比例因子r作为已知量,利用SVPWM调制方式产生谐波电压幅值进行迭代运算来计算LCL滤波器参数。分析结果表明：LCL滤波器的谐振频率决定了其总电感量IT,网侧电感、变流器侧电感值可以根据r的取值灵活确定,系统功率因数要求限制了滤波电容值Cf的上限。文章详细闸述了LCL滤波器参数的取值原则与设计步骤,并给出了设计实例,仿真结果验证了所提设计方法的有效性。     

单相LCL并网逆变器双电流闭环控制仿真研究

采用LCL滤波方式的并网逆变器具有高频衰减特性,滤波效果优于单电感滤波方式。但是LCL滤波器为无阻尼三阶系统,易发生谐振。传统的解决方法是在电容支路串入电阻增加系统阻尼,虽然可以减小谐振,但却增加了额外损耗。文中采用并网电流和电容电流双闭环的方法增加系统阻尼,对电流双闭环方案进行系统建模和稳定性分析,并用MATLAB软件进行仿真验证。结果表明该方案可抑制系统振荡,提高系统稳定性。     

新能源并网逆变器入网电流通用控制

太阳能电池、风力发电,以及燃料电池等新能源发电中的并网逆变器技术的研究已经成为一个重要的研究方向。为了消除逆变器输出电流中的高次谐波,通常采用LCL滤波器对谐波进行处理。但是LCL滤波器是无阻尼三阶系统,使输出容易产生谐振,因此逆变器电流控制器的研究成为了研究的热点。本文就当今使用较为热门的电容电流内环、入网电流外环的双闭环控制策略进行分析,使用MATLAB／Simulink进行仿真,并在仿真中加入功率因数（PF）的验证。从仿真结果看出该方案可有效地避免入网电流谐振,入网电流能很好地跟踪并网电压,达到同频同相,功率因数约等于1,并且在FFT谐波分析中达到满意的效果。     

500kW大功率光伏并网逆变器的LCL滤波电路设计

本文在对比逆变器输出侧L及LCL滤波器优劣的基础上,对500kW大功率光伏逆变器上的LCL滤波器参数选型做了详细分析。最后,在所选参数基础上,基于D—Q分解法,对500kW光伏逆变器进行了并网仿真,实现了单位功率因素并网运行。仿真证明了LCL滤波电路选型的正确性。