一種逆變器lcl濾波器的諧波影響抑制方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是關(guān)于濾波器調(diào)控技術(shù)，具體地，是關(guān)于一種逆變器LCL濾波器的諧波影 響抑制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 三相電壓型PWM整流器由于具有同時(shí)控制直流電壓和網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)的特性，因 此廣泛應(yīng)用于蓄電池充放電控制、四象限電機(jī)驅(qū)動(dòng)和新能源并網(wǎng)發(fā)電等場(chǎng)合。通過(guò)采用 LCL(電感-電容-電感）濾波器，可使網(wǎng)側(cè)電流滿足相應(yīng)的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，相比于一般的L濾 波器，LCL濾波器具有以下特征：可以濾除高頻諧波；大功率場(chǎng)合LCL濾波器可以減小體積 并節(jié)約成本；可以通過(guò)加大支路電容的方法進(jìn)一步減小電感值。
[0003] 以上特性使得LCL濾波器在大功率領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，LCL濾波器 自身也存在一些應(yīng)用上的限制和缺點(diǎn)：隨著電容支路的增加，整流器的電流控制系統(tǒng)由一 階變?yōu)槿A，且控制也更加復(fù)雜。同時(shí)，在某些高次諧波下，LCL濾波器的總阻抗接近于零， 會(huì)產(chǎn)生諧振效應(yīng)，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到嚴(yán)重影響，因此需要研究適合LCL濾波器本身的控 制策略，以抑制諧振效應(yīng)的影響，增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實(shí)施例的主要目的在于提供一種逆變器LCL濾波器的諧波影響抑制方法 及裝置，以抑制諧振效應(yīng)的影響，增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種逆變器LCL濾波器的諧波影響抑制方 法，所述的諧波影響抑制方法包括：建立非特征次諧波復(fù)數(shù)濾波器模型；將電網(wǎng)電壓U ab。輸 入所述的非特征次諧波復(fù)數(shù)濾波器模型，生成所述電網(wǎng)電壓Uab。在a 0坐標(biāo)下的非特征次 諧波電壓;將電網(wǎng)電流Iab。輸入所述的非特征次諧波復(fù)數(shù)濾波器模型，生成所述電網(wǎng)電 流Iab。在a 0坐標(biāo)下的非特征次諧波電流根據(jù)所述的非特征次諧波電壓〃I及非特征 次諧波電流攻計(jì)算電網(wǎng)線路的電阻分量Rg(hx)及電抗分量Lg(h x);根據(jù)所述的電抗分量 Lg(hx)計(jì)算所述逆變器LCL濾波器的諧振頻率f；;根據(jù)所述的諧振頻率f 3十算所述逆變器 LCL濾波器的諧振角頻率coj根據(jù)所述的諧振角頻率《 立電流帶通濾波器模型，通過(guò)所 述電流帶通濾波器模型對(duì)所述的諧振頻率f；增加阻尼作用，抑制諧振峰。
[0006] 在一實(shí)施例中，上述的將電網(wǎng)電壓Uab。輸入所述的非特征次諧波復(fù)數(shù)濾波器模型， 生成所述電網(wǎng)電壓Uab。在a 0坐標(biāo)下的非特征次諧波電壓包括：將所述的電網(wǎng)電壓 Uab。代入以下公式生成所述的非特征次諧波電壓::
[0008] 其中，w。為電網(wǎng)電壓基波角頻率，w。為基波濾波器截止角頻率，wh。為非特征次諧 波濾波器截止角頻率。
[0009] 在一實(shí)施例中，上述的將電網(wǎng)電流Iab。輸入所述的非特征次諧波復(fù)數(shù)濾波器模型， 生成所述電網(wǎng)電流I ab。在a 0坐標(biāo)下的非特征次諧波電流包括：將所述的電網(wǎng)電流 Iab。代入以下公式生成所述的非特征次諧波電流鐺：
[0011] 其中，w。為電網(wǎng)電壓基波角頻率，w。為基波濾波器截止角頻率，為非特征次諧 波濾波器截止角頻率。
[0012] 在一實(shí)施例中，上述的根據(jù)所述的非特征次諧波電壓及非特征次諧波電流 計(jì)算電網(wǎng)線路的電阻分量R gGO及電抗分量Lg (hx)，包括：將所述非特征次諧波電壓t/g及 非特征次諧波電流尤丨代入以下公式計(jì)算所述的電阻分量R gG〇及電抗分量Lg(hx):
[0014] 其中，舊、_分別為非特征次諧波電壓￡；$在a、0坐標(biāo)軸的分量；分 別為非特征次諧波電流巧在a、0坐標(biāo)軸的分量;Whx為非特征次諧波角頻率。
[0015] 在一實(shí)施例中，上述的根據(jù)所述的電抗分量Lg (hx)計(jì)算所述逆變器LCL濾波器的 諧振頻率f；，包括：通過(guò)以下公式計(jì)算所述的諧振頻率f；: 其中，
f 為逆變器側(cè)電感，L2 = L 21+L22，L22 = L g (hx)，L21為電網(wǎng)側(cè)電感，L 22為電網(wǎng)線路電感，C f為濾 波電容。
[0016] 在一實(shí)施例中，上述的根據(jù)所述的諧振頻率f；計(jì)算所述逆變器LCL濾波器的諧振 角頻率 '，包括：通過(guò)以下公式計(jì)算所述的諧振角頻率f 2 31 f\。
[0017] 在一實(shí)施例中，上述的電流帶通濾波器模型的傳遞函數(shù)為：
其中，
，Q為品質(zhì)因數(shù)， Q G (〇, 1) ;Gjs)為電流誤差調(diào)節(jié)器；k_為PWM比例增益，k_= UdyUM，Ud。為直流母線電 壓，1]。"為調(diào)制波幅值；kA電流反饋比例系數(shù)。
[0018] 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種逆變器LCL濾波器的諧波影響抑制裝置，所述的諧波影 響抑制裝置包括：非特征次諧波復(fù)數(shù)濾波器模型建立單元，用于建立非特征次諧波復(fù)數(shù)濾 波器模型；非特征次諧波電壓生成單元，用于將電網(wǎng)電壓U ab。輸入所述的非特征次諧波復(fù) 數(shù)濾波器模型，生成所述電網(wǎng)電壓Uab。在a 0坐標(biāo)下的非特征次諧波電壓％%;非特征次諧 波電流生成單元，用于將電網(wǎng)電流Iab。輸入所述的非特征次諧波復(fù)數(shù)濾波器模型，生成所述 電網(wǎng)電流I ab。在a 0坐標(biāo)下的非特征次諧波電流電阻分量及電抗分量計(jì)算單元，用于 根據(jù)所述的非特征次諧波電壓及非特征次諧波電流計(jì)算電網(wǎng)線路的電阻分量Rg(hx) 及電抗分量Lg(hx);諧振頻率計(jì)算單元，用于根據(jù)所述的電抗分量Lg(h x)計(jì)算所述逆變器 LCL濾波器的諧振頻率f；;諧振角頻率計(jì)算單元，用于根據(jù)所述的諧振頻率f ^計(jì)算所述逆變 器LCL濾波器的諧振角頻率coj電流帶通濾波器模型建立單元，用于根據(jù)所述的諧振角頻 率立電流帶通濾波器模型，通過(guò)所述電流帶通濾波器模型對(duì)所述的諧振頻率曾加 阻尼作用，抑制諧振峰。
[0019] 在一實(shí)施例中，上述的非特征次諧波電壓生成單元具體用于：將所述的電網(wǎng)電壓 uab。代入以下公式生成所述的非特征次諧波電壓 :
[0021] 其中，w。為電網(wǎng)電壓基波角頻率，w。為基波濾波器截止角頻率，為非特征次諧 波濾波器截止角頻率。
[0022] 在一實(shí)施例中，上述的非特征次諧波電流生成單元具體用于：將所述的電網(wǎng)電流 Iab。代入以下公式生成所述的非特征次諧波電流碥 ：
[0024] 其中，w。為電網(wǎng)電壓基波角頻率，w。為基波濾波器截止角頻率，wh。為非特征次諧 波濾波器截止角頻率。
[0025] 在一實(shí)施例中，上述的電阻分量及電抗分量計(jì)算單元具體用于：將所述非特征次 諧波電壓及非特征次諧波電流G代入以下公式計(jì)算所述的電阻分量R g(hx)及電抗分 mLg(hx)：
[0027] 其中，巧分別為非特征次諧波電壓在a、0坐標(biāo)軸的分量；攻分 別為非特征次諧波電流4$在a、0坐標(biāo)軸的分量;whx為非特征次諧波角頻率。
[0028] 在一實(shí)施例中，上述的諧振頻率計(jì)算單元具體用于：通過(guò)以下公式計(jì)算所述的諧
振頻率fr: 其中山為逆變器側(cè)電感，L 2= L 21+L22, L22= L g (hx)，L21 ， 為電網(wǎng)側(cè)電感，L22為電網(wǎng)線路電感，cf為濾波電容。
[0029] 在一實(shí)施例中，上述的諧振角頻率計(jì)算單元具體用于：通過(guò)以下公式計(jì)算所述的 諧振角頻率2 31 f\。
[0030] 在一實(shí)施例中，上述的電流帶通濾波器模型的傳遞函數(shù)為：
其中，
，Q為品質(zhì)因數(shù)， Q G (〇, 1) ;Gjs)為電流誤差調(diào)節(jié)器；k_為PWM比例增益，k_= UdyUM，Ud。為直流母線電 壓，1]。"為調(diào)制波幅值；kA電流反饋比例系數(shù)。
[0031] 本發(fā)明實(shí)施例的有益效果在于，通過(guò)本發(fā)明，不僅可實(shí)現(xiàn)對(duì)LCL濾波器諧振點(diǎn)的 有效抑制，同時(shí)還使逆變器具備動(dòng)態(tài)的LCL諧振的抑制能力。