三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计与研究

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1、2010年3月电工技术学报Vol.25No.3第25卷第3期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYMar.2010三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计与研究112刘飞查晓明段善旭（1.武汉大学电气工程学院武汉4300722.华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074）摘要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

2、频率处纹波抑制效果，同时也会影响并网电流控制器的性能。本文首先建立LCL滤波器在并网模式下的谐波模型，其次研究滤波器各参数变化与纹波抑制和谐振频率之间的变化关系，在此基础上提出在尽量节约总的电感磁心材料的前提下，设计出滤波效果最优的LCL滤波器的参数值，同时还需要保证LCL滤波器的谐振频率不能太小，以免成为制约电流控制器设计时的因素。最后通过三相并网逆变器的实验装置给出LCL滤波器设计方案的实验效果。关键词：并网逆变器LCL滤波器谐振频率谐波抑制磁心中图分类号：TM48DesignandResea

3、rchonParameterofLCLFilterinThree-PhaseGrid-ConnectedInverter112LiuFeiZhaXiaomingDuanShanxu(1.WuHanUniversityWuhan430072China2.HuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074China)AbstractBecauseLCLfilterneedssmallerinductancevaluecomparingtoLtypef

4、ilteratthesameperformanceinharmonicsuppression,itisgraduallyusedinhigh-powerandlow-frequencycurrent-source-controlledgrid-connectedconverters.HoweverdesignworkofLCLfilterparameternotonlyrelatestoswitchfrequencyrippleattenuation,butalsoimpactsonperform

5、anceofgrid-connectedcurrentcontroller.Firstofall,thispaperintroducesaharmonicmodelofLCLfilteringrid-connectedoperation,secondlyresearchesthevariablerelationshipamongLCLfilter’sparameterandresonancefrequencyandhigh-frequencyrippleattenuation.Inordertoa

6、chieveoptimaleffectunderthepreconditionofsavinginductancemagneticcoreofLCLfilter,areasonabledesignmethodisbroughtoutbasedonaboveanalysis.FurthermorethemethodcanguaranteethattheresonancefrequencyofLCLfilterisnottoosmalltoimpactcurrentcontrollerdesign.F

7、inallythisdesignmethodisverifiedbytheexperimentalresults.Keywords：Grid-connectedinverter,LCLfilter,resonancefrequency,harmonicsuppression,magneticcore[1-4]电将会成为未来主要的发展趋势。然而并网逆变1引言器一般采用高频PWM调制，导致大量的高次谐波作为电力系统能源的一种补充，新能源并网发电流进入电网，这样会对电网中其他EMI敏感设备产生干扰，因此

8、并网变换器交流侧输出滤波器的选中国博士后科学基金资助项目（20090451063）。择与设计尤为重要。相比传统的L型滤波器，在相收稿日期2009-01-11改稿日期2009-03-10第25卷第3期刘飞等三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计与研究111同电感值的情况下，LCL滤波器对高频谐波抑制效滤波器。果更为理想，并逐渐应用于大功率、低开关频率的并网变换器设备，同时基于LCL滤波器参数设计方[5-7]法也成为新的研究点。尽管LCL滤波器滤除高次谐波效果明显，但是LCL滤波器的设计