[发明专利]一种光伏并网与有源滤波统一控制的LCL滤波器的设计方法

摘要

本发明公开一种光伏并网与有源滤波统一控制的LCL滤波器的设计方法，其包括以下步骤：(1)、确定所述LCL滤波器的总电感值LT；(2)、确定所述LCL滤波器的滤波电容值Cf；(3)、确定所述LCL滤波器的谐振频率fres。本发明基于光伏并网系统与有源滤波的统一控制，入网电流有基波和谐波，综合考虑了基波与谐波控制应用的约束条件，设计了LCL滤波器，经验证后表明该LCL滤波器能有效抑制开关频率以及高次谐波，结合建模控制，能得到满意的光伏并网效果，并适当的补偿了电网需求的无功。

主权项

一种光伏并网与有源滤波统一控制的LCL滤波器的设计方法，其特征在于：该设计方法包括以下步骤，(1)、确定所述LCL滤波器的总电感值LT，其中：LT＝Ls+Li，Ls、Li分别为LCL滤波器电网侧和逆变器侧电感值；其具体包括，当LCL滤波器应用于基波场合时，确定所述LCL滤波器的总电感值LT1为： L T 1 ≥ U dc 20 % × 8 f sw × 3 U e P pv , 式中：fsw为开关频率，Ppv为光伏电池输出功率，Udc为逆变器直流侧电压，Ue为交流电网相电压有效值；当LCL滤波器应用于谐波场合时，确定所述LCL滤波器的总电感值LT2为： L T 2 ≤ 4.53 × 10 - 4 U dc U e P load , 式中：Pload为负载功率；根据上述基波场合下LCL滤波器的总电感LT1和谐波场合下LCL滤波器的总电感LT2，选取所述LCL滤波器的总电感值LT符合下列原则：若LT1与LT2存在交集时，则所述LCL滤波器的总电感值LT为：LT1≤LT≤LT2；若LT1与LT2不存在交集时，则所述LCL滤波器的总电感值LT为：当优先满足光伏有功功率并网时，选取LT≥LT1；当优先满足谐波补偿时，选取LT≤LT2；(2)、确定所述LCL滤波器的滤波电容值Cf；选取滤波电容值Cf的范围使得滤波电容值满足对吸收无功功率的限制与为提供高频分量提供低阻通路的要求，确定所述LCL滤波器的滤波电容值Cf为： 1 20 % ( 2 π f sw ) 2 L s ≤ C f ≤ 5 % P 3 × 2 π f 1 U e , 式中：f1为电网基频，P为逆变器额定功率；(3)、确定所述LCL滤波器的谐振频率fres；在光伏系统中，为满足LCL滤波器对高频段的衰减，取谐振频率fres为：10f1＜fres1＜fsw/2；在谐波应用中，为满足LCL滤波器对中低频具有较宽的通频带，取谐振频率fres为：25f1＜fres2＜fsw/2；统一控制时，取谐振频率fres＝fres2，并使谐振频率尽量靠近fsw/2。