一种逆变器lcl滤波器的谐波影响抑制方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明是关于滤波器调控技术，具体地，是关于一种逆变器LCL滤波器的谐波影 响抑制方法及装置。
【背景技术】
[0002] 三相电压型PWM整流器由于具有同时控制直流电压和网侧功率因数的特性，因 此广泛应用于蓄电池充放电控制、四象限电机驱动和新能源并网发电等场合。通过采用 LCL(电感-电容-电感）滤波器，可使网侧电流满足相应的并网标准，相比于一般的L滤 波器，LCL滤波器具有以下特征：可以滤除高频谐波；大功率场合LCL滤波器可以减小体积 并节约成本；可以通过加大支路电容的方法进一步减小电感值。
[0003] 以上特性使得LCL滤波器在大功率领域具有广阔的应用前景。然而，LCL滤波器 自身也存在一些应用上的限制和缺点：随着电容支路的增加，整流器的电流控制系统由一 阶变为三阶，且控制也更加复杂。同时，在某些高次谐波下，LCL滤波器的总阻抗接近于零， 会产生谐振效应，使系统的稳定性受到严重影响，因此需要研究适合LCL滤波器本身的控 制策略，以抑制谐振效应的影响，增强系统稳定性。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例的主要目的在于提供一种逆变器LCL滤波器的谐波影响抑制方法 及装置，以抑制谐振效应的影响，增强系统稳定性。
[0005] 为了实现上述目的，本发明实施例提供一种逆变器LCL滤波器的谐波影响抑制方 法，所述的谐波影响抑制方法包括：建立非特征次谐波复数滤波器模型；将电网电压U ab。输 入所述的非特征次谐波复数滤波器模型，生成所述电网电压Uab。在a 0坐标下的非特征次 谐波电压;将电网电流Iab。输入所述的非特征次谐波复数滤波器模型，生成所述电网电 流Iab。在a 0坐标下的非特征次谐波电流根据所述的非特征次谐波电压〃I及非特征 次谐波电流攻计算电网线路的电阻分量Rg(hx)及电抗分量Lg(h x);根据所述的电抗分量 Lg(hx)计算所述逆变器LCL滤波器的谐振频率f；;根据所述的谐振频率f 3十算所述逆变器 LCL滤波器的谐振角频率coj根据所述的谐振角频率《 立电流带通滤波器模型，通过所 述电流带通滤波器模型对所述的谐振频率f；增加阻尼作用，抑制谐振峰。
[0006] 在一实施例中，上述的将电网电压Uab。输入所述的非特征次谐波复数滤波器模型， 生成所述电网电压Uab。在a 0坐标下的非特征次谐波电压包括：将所述的电网电压 Uab。代入以下公式生成所述的非特征次谐波电压::
[0008] 其中，w。为电网电压基波角频率，w。为基波滤波器截止角频率，wh。为非特征次谐 波滤波器截止角频率。
[0009] 在一实施例中，上述的将电网电流Iab。输入所述的非特征次谐波复数滤波器模型， 生成所述电网电流I ab。在a 0坐标下的非特征次谐波电流包括：将所述的电网电流 Iab。代入以下公式生成所述的非特征次谐波电流鐺：
[0011] 其中，w。为电网电压基波角频率，w。为基波滤波器截止角频率，为非特征次谐 波滤波器截止角频率。
[0012] 在一实施例中，上述的根据所述的非特征次谐波电压及非特征次谐波电流 计算电网线路的电阻分量R gGO及电抗分量Lg (hx)，包括：将所述非特征次谐波电压t/g及 非特征次谐波电流尤丨代入以下公式计算所述的电阻分量R gG〇及电抗分量Lg(hx):
[0014] 其中，旧、_分别为非特征次谐波电压￡；$在a、0坐标轴的分量；分 别为非特征次谐波电流巧在a、0坐标轴的分量;Whx为非特征次谐波角频率。
[0015] 在一实施例中，上述的根据所述的电抗分量Lg (hx)计算所述逆变器LCL滤波器的 谐振频率f；，包括：通过以下公式计算所述的谐振频率f；: 其中，
f 为逆变器侧电感，L2 = L 21+L22，L22 = L g (hx)，L21为电网侧电感，L 22为电网线路电感，C f为滤 波电容。
[0016] 在一实施例中，上述的根据所述的谐振频率f；计算所述逆变器LCL滤波器的谐振 角频率 '，包括：通过以下公式计算所述的谐振角频率f 2 31 f\。
[0017] 在一实施例中，上述的电流带通滤波器模型的传递函数为：
其中，
，Q为品质因数， Q G (〇, 1) ;Gjs)为电流误差调节器；k_为PWM比例增益，k_= UdyUM，Ud。为直流母线电 压，1]。"为调制波幅值；kA电流反馈比例系数。
[0018] 本发明实施例还提供一种逆变器LCL滤波器的谐波影响抑制装置，所述的谐波影 响抑制装置包括：非特征次谐波复数滤波器模型建立单元，用于建立非特征次谐波复数滤 波器模型；非特征次谐波电压生成单元，用于将电网电压U ab。输入所述的非特征次谐波复 数滤波器模型，生成所述电网电压Uab。在a 0坐标下的非特征次谐波电压％%;非特征次谐 波电流生成单元，用于将电网电流Iab。输入所述的非特征次谐波复数滤波器模型，生成所述 电网电流I ab。在a 0坐标下的非特征次谐波电流电阻分量及电抗分量计算单元，用于 根据所述的非特征次谐波电压及非特征次谐波电流计算电网线路的电阻分量Rg(hx) 及电抗分量Lg(hx);谐振频率计算单元，用于根据所述的电抗分量Lg(h x)计算所述逆变器 LCL滤波器的谐振频率f；;谐振角频率计算单元，用于根据所述的谐振频率f ^计算所述逆变 器LCL滤波器的谐振角频率coj电流带通滤波器模型建立单元，用于根据所述的谐振角频 率立电流带通滤波器模型，通过所述电流带通滤波器模型对所述的谐振频率曾加 阻尼作用，抑制谐振峰。
[0019] 在一实施例中，上述的非特征次谐波电压生成单元具体用于：将所述的电网电压 uab。代入以下公式生成所述的非特征次谐波电压 :
[0021] 其中，w。为电网电压基波角频率，w。为基波滤波器截止角频率，为非特征次谐 波滤波器截止角频率。
[0022] 在一实施例中，上述的非特征次谐波电流生成单元具体用于：将所述的电网电流 Iab。代入以下公式生成所述的非特征次谐波电流碥 ：
[0024] 其中，w。为电网电压基波角频率，w。为基波滤波器截止角频率，wh。为非特征次谐 波滤波器截止角频率。
[0025] 在一实施例中，上述的电阻分量及电抗分量计算单元具体用于：将所述非特征次 谐波电压及非特征次谐波电流G代入以下公式计算所述的电阻分量R g(hx)及电抗分 mLg(hx)：
[0027] 其中，巧分别为非特征次谐波电压在a、0坐标轴的分量；攻分 别为非特征次谐波电流4$在a、0坐标轴的分量;whx为非特征次谐波角频率。
[0028] 在一实施例中，上述的谐振频率计算单元具体用于：通过以下公式计算所述的谐
振频率fr: 其中山为逆变器侧电感，L 2= L 21+L22, L22= L g (hx)，L21 ， 为电网侧电感，L22为电网线路电感，cf为滤波电容。
[0029] 在一实施例中，上述的谐振角频率计算单元具体用于：通过以下公式计算所述的 谐振角频率2 31 f\。
[0030] 在一实施例中，上述的电流带通滤波器模型的传递函数为：
其中，
，Q为品质因数， Q G (〇, 1) ;Gjs)为电流误差调节器；k_为PWM比例增益，k_= UdyUM，Ud。为直流母线电 压，1]。"为调制波幅值；kA电流反馈比例系数。
[0031] 本发明实施例的有益效果在于，通过本发明，不仅可实现对LCL滤波器谐振点的 有效抑制，同时还使逆变器具备动态的LCL谐振的抑制能力。