基于三电平svpwm并网逆变器的lcl滤波器参数设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于并网逆变器技术领域，更为具体地讲，设及一种基于=电平SVPWM并 网逆变器的1XL滤波器参数设计方法。
【背景技术】
[0002] 随着新能源开发和利用，W及对电能质量要求的提高，并网逆变器滤波器设计 成为研究热点之一。现有的电网标准对并网逆变器的输出电流提出了较高的要求，例如 I邸E519并网标准中规定了并网逆变器输出的任意次并网电流谐波崎变率。
[0003] 目前现有的1XL滤波器设计方法是按照开关频率处并网电流谐波崎变率小于 0.3%进行计算，该样设计方法存在=个缺点，一是只考虑开关频率处的并网电流谐波崎变 率进行计算是一种不精确的计算方法，该种计算方法由于存在较大误差会使得所设计的 1XL滤波器电感量较大；二是只考率开关频率处的并网电流谐波崎变率所设计的1XL滤波 器在其它频率处不能满足IEEE519并网标准中关于并网电流谐波崎变率的要求；S是目 前现有的设计方法在设计过程中存在大量的试凑过程，不利于采用计算机进行自动化的计 算。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于S电平SVPWM并网逆变器 的1XL滤波器参数设计方法，在S电平SVPWM调制方法下，计算并网电流谐波崎变率，使满 足IE邸519并网标准，保证1XL滤波器总电感最小。
[0005] 为实现上述发明目的，本发明一种基于S电平SVPWM并网逆变器的1XL滤波器参 数设计方法，其特征在于，包括W下步骤：
[0006] (1)、计算1XL滤波器总电感L=L1+L2的最大值Lmax和滤波电容Cd最大值Cdmax;
【主权项】
1. 一种基于三电平SVPWM并网逆变器的LCL滤波器参数设计方法，其特征在于，包括以 下步骤： (1) 、计算LCL滤波器总电感L = 1^+1^2的最大值L max和滤波器电容C d最大值C ^nax;
其中，PnS并网逆变器额定功率；Ug为电网相电压有效效值；fn为电网频率；U de直流侧 电压； (2) 、设置滤波器电容Cd，总电感L，再根据总电感L设置电感比例系数a，且满足的a = L2Z^L1; (3) 、判断当前滤波器电容Cd是否满足CdS Cdmax，若满足，则进入步骤（4);若不满足， 则记录下当前LCL滤波器参数Cd()pt，L 1()pt，L2()pt，Rd_，作为LCL滤波器的设计参数，并结束； (4) 、计算当前逆变侧电感L1和电网侧电感L 1; L1= L/ (a+1) ；L 2= aL/ (a+1) (5) 、计算当前LCL滤波器参数下的谐振频率
判断fMS是否满足IOf n< f ?< 〇. 5f sw，其中fsw为开关频率；若满足，进入步骤（6);若 不满足，则跳转至步骤（12); (6) 、计算阻尼电阻Rd;
(7) 、计算逆变侧基波电压的表达式uA(n; (7. 1)、计算逆变侧基波电压uA(n合成系数A JP A 2:
其中，β为并网电流超前电网电压角度； IG12(S) I和Z G12(S)分别为传递函数G12 (s)的幅值和相角； |GUg(S) I和Z Gug(S)分别为传递函数Gug(S)的幅值和相角； (7. 2)、逆变侧基波电压uA(n的表达式为： Uaom= U ^1Sin (2 π fnt+ θ ) 其中：
(8) 、计算调制比m ;
(9) 、计算三电平SVPWM调制算法下逆变侧电压uM，中第h (2 < h < 1000)次电压谐波 幅值UAQ，h; (9. 1)、计算载波比mf ; /77/ = ^ ./； (9. 2)、在一个电网频率周期内，设置逆变侧与直流侧负母线之间的电压％()跳变时间 点，为别记为 tl，h，···，hmf+l; (9. 3)、计算uM的第h次谐波的余弦系数a h和正弦系数b h:
(9. 4)、计算uA〇中第h次谐波的幅值c h为： ci =4al+ii (9. 5)、逆变侧电压uA。，中第h次谐波的幅值
U A(1，hS : (10) 、计算并网电流的第h(2彡h彡1000)次谐波电流畸变率nh; (10.1 )、按下式计算并网电流基波幅值合成系数&和B 2: B1=IG似⑷ + + bI = \Ga〇^s)\ua〇-x sH^ + ^GA〇.(s)] + ^2\Gg(s)\Ug Bm[ZGg(s)X^j2Mfn 其中： IGA。，（S) I和Z GAQ，（S)分别为传递函数GAQ，（S)的幅和相角； |Gg(S) I和Z Gg(S)分别为传递函数Gg(S)的幅值和相角； (10. 2)、计算并网电流基波幅值： Inm=4B^Bl (10. 3)、计算并网电流第h次谐波电流幅值： I2hm= I Gao· (jhwn) |UA0.h (10.4)、计算并网电流第h次谐波电流畸变率nh: " - I2hm -厂 tIhn (11) 、判断n h是否满足IEEE519并网标准中的并网电流谐波畸变率标准，如果满足， 则更新当前总电感的最大值L max= L ^L2-O. OlLmax，记录下当前LCL滤波器参数分别为Cd_， 1^山_，1?_，转至步骤（16);若不满足，则进入步骤（12); (12) 、更新电感比例系数a = a-0. 1 ; (13) 、判断是否满足a >0,若满足，则返回步骤（4);若不满足，则进入步骤（14); (14) 、更新总电感L = L+0.0 lLmax，电感比例系数a = 1 ; (15) 、判断是否满足L SLmax，若满足，则返回步骤（4);若不满足，则进入步骤（16); (16) 、更新滤波器电容Cd= C d+0.1 Cd max，总电感L = 0· 01Lmax，a = 1，转至步骤（3)。
2.根据权利要求1所述的基于三电平SVPWM并网逆变器的LCL滤波器参数设计方法， 其特征在于，所述的步骤（3)中，初始时刻时，当前滤波器电容(^等于设置的滤波器电容Cd; 电感比例系数a初始值设置为1。
【专利摘要】本发明公开了一种基于三电平SVPWM并网逆变器的LCL滤波器参数设计方法，对于给定LCL滤波器参数范围内的每一组LCL滤波器参数，在三电平SVPWM调制方法下，通过傅里叶级数分析，计算每一次并网电流谐波畸变率的大小，并判断是否满足IEEE519并网标准中关于并网电流谐波畸变率的要求，对于给定LCL滤波器参数范围内并且满足要求的LCL滤波器参数，选择其中总电感最小的作为本发明所设计的LCL滤波器参数。
【IPC分类】H02J3-01, G06F17-50, H02M1-12
【公开号】CN104836425
【申请号】CN201510244594
【发明人】李凯, 邹见效, 郑宏, 罗奇, 梁政锋, 徐红兵
【申请人】电子科技大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月14日