并联有源电力滤波器中LCL滤波器的分析与设计
LCL滤波器的设计与性能分析
LCL滤波器的设计与性能分析LCL滤波器是一种常见的电源滤波器，主要用于减小直流电源下输出的高频噪声，提高系统的可靠性和稳定性。
它由L型电感和C型电容组成，与LC电源滤波器相比，具有更强的抑制高频噪声的能力，但同时也存在着一些问题，比如电感和电容的尺寸较大，会占用更多的空间，造成系统成本的增加。
本文将就LCL 滤波器的设计与性能进行详细分析。
一、LCL滤波器的设计LCL滤波器的设计需要考虑两个方面的因素：一是根据需要的噪声抑制能力和负载要求确定电感和电容的参数，二是通过计算并检查滤波器的品质因数和阻抗等特性来保证整个系统的稳定性和可靠性。
1. 电感和电容的参数电感和电容的尺寸大小在决定LCL滤波器性能时起着至关重要的作用。
通常情况下，为了达到较好的噪声抑制效果和输出准确性，需要在LCL滤波器中适当采用大电容小电感的组合方式，最终确定电感和电容的参数。
具体的设计步骤如下：①根据电路需求确定电感和电容的额定电压和电流，进而计算出电感和电容元件的额定容量值。
②通过计算得到磁性元件的参考阻抗Zr，可基于此来确定电感的尺寸，同时也可以计算出磁性元件的等效电容，帮助选定电容元件。
③根据得到的电感等参数，结合负载要求，选择合适的电容元件。
2. 滤波器的品质因数和阻抗特性滤波器的品质因数和阻抗特性是衡量LCL滤波器性能的两个重要因素，需要针对这两个参数进行适当计算和检查，以保证整个系统的稳定性和可靠性。
品质因数的计算方法见下：品质因数Q=L/R × 1/RC其中，L为电感值，R为阻值，C为电容值一般情况下，品质因数Q的大小越大，LCL滤波器的抑制噪声的能力越强。
阻抗特性的检查方法如下：首先根据电路参数计算出LCL滤波器输入端的阻抗Zin和输出端的阻抗Zout，然后将其与负载的阻抗相比，以检查LCL滤波器的整体阻抗匹配状况，保证信号的传输质量。
二、LCL滤波器的性能分析LCL滤波器的性能分析主要围绕其抑制高频噪声的能力、输出电压波形失真和输出电压稳定性等方面展开。
基于LCL滤波器的并联有源电力滤波器电流闭环控制方法_概要
第29卷第18期中国电机工程学报 V ol.29 No.18 Jun. 25, 20092009年6月25日 Proceedings of the CSEE ©2009 Chin.Soc.for Elec.Eng. 15 文章编号:0258-8013 (2009 18-0015-06 中图分类号:TM 77 文献标志码:A 学科分类号:470⋅40基于LCL滤波器的并联有源电力滤波器电流闭环控制方法仇志凌,杨恩星,孔洁,陈国柱(浙江大学电气工程学院,浙江省杭州市 310027Current Loop Control Approach for LCL-based Shunt Active Power FilterQIU Zhi-ling, YANG En-xing, KONG Jie, CHEN Guo-zhu(College of Electrical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, Zhejiang Province, ChinaABSTRACT: Shunt active power filter (APF is suitable for compensation of current-type harmonics generated by nonlinear load, but high compensation precision is difficult to be achieved due to very high slew? rate of harmonic current, output impendence of voltage source converter (VSC and control loop phase lag. LCL-filter reserving sufficient attenuation ration for switching ripple with small LC parameters is suitable to be used as output filter to get high slew rate of compensation current. However, LCL-filter, as a three order one, is difficult to be stable. A simple control method is proposed with one beat delay introduced to feedback current. Meanwhile, repetitive control algorithm, as outer control loop, is adopted to eliminate steady-state error of the whole control system. Based on this double-loop control scheme, very high quality steady-state grid current waveform and fast dynamic response can be obtained. Simulation results validate the feasibility of the method proposed by this paper.KEY WORDS: shunt active power filter; high quality grid current waveform; LCL-filter stabilize; repetitive control摘要:并联有源电力滤波器(active power filter,APF需要具有较高的补偿带宽和较低的开关纹波含量。
三相并网逆变器LCL滤波特性分析及控制研究
三相并网逆变器LCL滤波特性分析及控制研究一、概述随着可再生能源的快速发展，三相并网逆变器在分布式发电系统中扮演着越来越重要的角色。
由于并网逆变器产生的谐波会对电网造成污染，影响电能质量，滤波器的设计成为了一个关键问题。
LCL滤波器以其良好的滤波效果和较小的体积优势，在三相并网逆变器中得到了广泛应用。
LCL滤波器由电感、电容和电感组成，其特性分析对于优化滤波效果、提高电能质量具有重要意义。
本文将对三相并网逆变器LCL滤波器的滤波特性进行深入分析，包括其频率特性、阻抗特性等，以揭示其滤波机理和影响因素。
为了充分发挥LCL滤波器的优势，对逆变器的控制策略进行研究也是必不可少的。
本文将对三相并网逆变器的控制策略进行探讨，包括传统的PI控制、无差拍控制以及基于现代控制理论的先进控制策略等。
通过对不同控制策略的比较和分析，旨在找到最适合LCL滤波器的控制方法，以提高并网逆变器的性能和稳定性。
本文旨在通过对三相并网逆变器LCL滤波特性的分析和控制研究，为优化滤波效果、提高电能质量提供理论支持和实践指导。
这不仅有助于推动可再生能源的发展，也为电力电子技术的创新和应用提供了新的思路和方法。
1. 研究背景和意义随着可再生能源的快速发展和智能电网建设的深入推进，三相并网逆变器作为新能源发电系统与电网之间的关键接口设备，其性能与稳定性对于电力系统的安全、高效运行至关重要。
在实际应用中，并网逆变器产生的谐波会对电网造成污染，影响电能质量。
为了降低谐波污染，提高电能质量，LCL滤波器因其良好的滤波性能被广泛应用于三相并网逆变器中。
LCL滤波器作为一种典型的无源滤波器，能够有效地抑制并网逆变器产生的高频谐波，降低其对电网的污染。
LCL滤波器的引入也给并网逆变器的控制系统带来了新的挑战。
一方面，LCL滤波器的参数设计需要综合考虑滤波效果和系统稳定性另一方面，由于LCL滤波器固有的谐振特性，如果不加以控制，很容易引发系统振荡，影响逆变器的正常运行。
LCLCL型并网滤波器参数设计方法
LCLCL型并网滤波器参数设计方法作者：张慧林肖业伟来源：《计算技术与自动化》2017年第02期摘要：传统的LCL型滤波器抑制高频谐波的速度快， LLCL型滤波器内有串联谐振支路，能使开关频率谐波旁路。
针对三相逆变并网系统并网电流的班开关频率谐波问题和高频谐波问题，本文提出一种新型的LCLCL型滤波器。
通过在拓扑结构上结合LCL型滤波器和LLCL型滤波器中的串联谐振支路，并对滤波器参数进行规范设计，以达到更好的滤波效果。
最后进行三相逆变并网仿真，验证了LCLCL型滤波器优越的正确性和有效性。
关键词：LCLCL型滤波器；高频谐波；参数设计中图分类号：TM46文献标识码：AAbstract： The traditional LCL type filter can suppress the high frequency harmonics， and the LLCL filter can make the switching frequency harmonic bypass. In view of the class switching frequency harmonics and high frequency harmonics of the grid connected current of three-phase inverter， this paper proposes a new type of LCLCL filter. By combining the LCL type filter and the LLCL type filter in the series resonant branch， the filter parameters are designed to achieve a better filtering effect. Finally， three phase inverter simulation is carried out to verify the correctness and effectiveness of the LCLCL type filter.Keywords： LCLCL filter； harmonic； parameter design0 引言随着对电能质量的提高和逆变器的发展，滤波器成为了目前的热点研究对象之一。
基于有源阻尼的并联有源滤波器输出LCL滤波器设计_王盼
max =
2.3 I*ca 1.7I*ca
i*ca 只含谐波 i*ca 含谐波和无功
（8）
其中，f
为基波电流频率；I
* ca
为指令电流有效值，可根
据具体的负载情况计算出补偿指令电流。
本文采用三相桥式不控整流电路加阻感负载作
为谐波源，可通过具体仿真 得 出 其 中 2 ~ 25 次 谐 波
含 量 （具 体 波 形 将 在 后 文 详 细 展 示 ）， 进 而 计 算 出 谐
LCL 滤波器
Cdc Udc
图 1 并联型有源滤波器系统结构框图 Fig.1 Block diagram of shunt APF
谐波补偿时，APF 首先将检测到的系 统 谐 波 电 流 ish 形成补偿电流指令信号，然后经控制策略及逆 变器变换生成补偿电流，再通过输出滤波器送入电 网，实现谐波补偿目的。 考虑到并联型 APF 主要用 于补偿 2~25 次低次谐波电流含量，且补偿电流含有 开关频率及其周边高次谐波分量，故 APF 要求其输 出滤波器对中低频具有较宽的通频带，而对高频具 有很强的抑制作用，且需满足 APF 的瞬态电流跟踪 能力及最大纹波指标要求。
12.5
0
40
80
120
160
C ／ μF
（a） r 固定时，C 与 fr 的关系图
6.0
fr ／ kHz
4.5
3.0
0
0.4 0.8 1.2 1.6 2.0
r
（b） C 固定时，r 与 fr 的关系图
图 4 r、C 与 fr 的二维关系图 Fig.4 2D relationship among fr，r and C
波有效值，即补 偿 指 令 有 效 值 。 本 文 经 计 算 得 I c*a=
三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计与研究
三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计与研究一、本文概述随着可再生能源的快速发展，三相并网逆变器在电力系统中的应用越来越广泛。
然而，并网逆变器产生的谐波会对电网造成污染，影响电能质量。
为了减小谐波对电网的影响，LCL滤波器被广泛应用于三相并网逆变器中。
LCL滤波器具有优良的滤波性能和高效率，因此，对LCL滤波器的参数设计进行研究具有重要意义。
本文旨在对三相并网逆变器的LCL滤波器参数设计进行全面研究。
介绍三相并网逆变器的基本原理及LCL滤波器的结构和功能；然后，分析LCL滤波器的主要参数（包括电感、电容等）对滤波器性能的影响，建立相应的数学模型；接着，根据电网谐波标准和电能质量要求，提出一种有效的LCL滤波器参数设计方法，并通过仿真和实验验证该方法的可行性和有效性；对LCL滤波器的优化设计和未来发展趋势进行讨论。
本文的研究不仅有助于提升三相并网逆变器的电能质量，还可为相关领域的研究提供有益的参考和借鉴。
二、三相并网逆变器与LCL滤波器的基本原理三相并网逆变器是一种将直流（DC）电源转换为三相交流（AC）电源的设备，主要用于将可再生能源（如太阳能、风能等）生成的直流电转换为适用于电网的交流电。
其核心功能是实现电能的转换与控制，以满足电网对电能质量的要求。
三相并网逆变器通常包括功率开关管、滤波器和控制策略等部分，其中滤波器的设计对于减小逆变器输出电流中的谐波分量，提高电能质量具有关键作用。
LCL滤波器是一种三阶滤波器，由电感（L）、电容（C）和另一个电感（L）组成，其结构特点是在电容两侧各有一个电感。
这种结构使得LCL滤波器在高频段具有较大的阻抗，而在低频段具有较小的阻抗，因此能够有效地滤除逆变器输出电流中的高频谐波分量，同时减小滤波器对逆变器输出电压的影响。
在三相并网逆变器中，LCL滤波器通常连接在逆变器的输出端，用于滤除逆变器输出电流中的谐波分量。
滤波器的设计需要综合考虑滤波效果、系统稳定性、成本等多个因素。
并联型有源电力滤波器输出LCL滤波器研究
０ 引 言
随着现 代工 业技 术 的发展 ，人量 的 电力 电子装 置 中采 用 了大功 率开 关器件 ，使 电力 电子装置 实现
ｌ
滤 波 器 的分 析
带￡ 滤 波器 的并 联型有 源 电力滤波 器 （Ｐ ） Ａ Ｆ 的
系 统 结构 图如 图１ 示 。其 中， 是 网侧 电压 ， 是 所
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ Ｃ — ｌｅ ｎ Ｓ ｓ ａ ｃ ｆＬ Ｆｉｔ ｒｉ ｈｕｎ ｔｖｅＰｏ ｒＦｉｔ ｒ ｔＡｃ ｉ ｗｅ ｌｅ
ＺＨＥ ＮＧ — ｉ ， Ｄａ ｘ ｎｇ ＨＵ ｉ ｇ ｏ Ｊｎ－ ａ
（ ｏｌ ｅ ｆ ｌｃｒ ａ ｎ ｉｅｒｎ ｎ Ａ ｔｍａｉｎ Ｆ ｚ ｏ ｎｖｒｉ， ｕｈ ｕ ３ ０ ０ ， ｈｎ ） Ｃ ｌｇ Ｅ ｅｔｃ ｌ ｇｎ ｅｉｇａ ｄ ｕｏ ｔ ， ｕｈ ｕＵ ｉ ｓｔ Ｆ ｚ ｏ ５ １８ Ｃ ｉａ ｅ ｏ ｉ Ｅ ｏ ｅ ｙ
了高频 化和 小 型化 ，但 随之而 来 的是高 次谐波 的产
生 ，对 电网造成 的污 染 。现 在 采用 的 比较 流行 的补 偿 谐波 的装置是 并联型有源 电力滤波器 （Ａ Ｆ Ｉ２ Ｓ Ｐ ）１１ 。 现 阶段 的Ｓ Ｐ 的输 出一 般来 说采 用单 电感 滤波 ＡＦ
器 。单 电感滤 波器 结构 简 单 ，但 是 不能够 很 好地 滤 除 开关谐 波 Ｍ ，需要较 高 的开关 频 率才 能有 效地 滤 除 开关谐 波 ，获得 良好 的动态 性 能 。往 往为 了获
LCL滤波器在并联型有源电力滤波器中的设计
麓 勰 舞舞蔓
Ｌ Ｌ 滤 波 器 在 并 联 型 有 源 电 力 滤 波 器 中 的 设 计 Ｃ
彭光强 ， 刘 振， 彭 欢 ， 金 柱 郭 （ 汉 大 学 电气 工 程 学 院 ， 北 武 汉 ４ （ ７ ） 武 湖 ３） ２ ０ 摘 要 ： 满足 相 同 的 高 频 滤 波 效 果 的 情 况 下 ，．Ｉ 滤 波 器 所 需 的 总 电感 值 比 Ｌ 滤 波 器 小 ， 在 Ｉ Ｃ 因此 更 适 于在 大 功 率 、 关 开 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 关频 率 处 纹 波 抑 制 效 果 ， 同 时 也会 影 响 电流 控 制 器的 性 能 。 随 着 高频 谐 波抑 制 效 果 明 显 的 Ｌ Ｌ 滤 波 器 在 并 联 型 有 源 滤 波 器 中应 用 ， 于 谐 波 电 流 Ｃ 基
（ ｌ ｇ ｆＥｌｃ ｒｃ ｌ ｇ ｎ ｅ ｉｇ，Ｗ ｕ ａ ｉ ｅ ｓｔ ， ｕ ａ ３ ０ ２， ｉ ａ Ｃｏ ｌ ｅ ｏ ｅ ｔ ｉａ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｅ ｈ ｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉｙ Ｗ ｈ ｎ ４ ０ ７ Ｃｈ ｎ ） Ａｂ ｔａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｂｅ ａ ｓ ＣＬ ｆ ｔ ｒｎ ｅ ｓｓ ｌ ｒｉ ｄ ｃ ａ ｃ ａｕ ｏ ａ ｉ ｇ ｔ ｙ ｅｆｌ ｒａ ｈ ａ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｉ ａ — ｃ ｕ ｅｊ ｉ ｅ ｅ ｄ ｍａｌ ｕ ｔ ｎ ｅｖ ｌ ｅｃ ｍｐ ｒｎ ｏ Ｌ ｔ ｐ ｉ ｅ ｔ ｅｓ ｍｅ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｎ ｈ ｒ ｌ ｅ ｎ ｔ ｔ
Ｄｅ ｉ ｎｄ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏｎ Ｓｈ ｎｔＡ ｃ ｉ ｅ Ｐｏ ｒ Ｆｉｔ ｒｗｉｈ ＩＣＩ ｓｇｎ ａ ｓ ａ ｃ ｕ ｔｖ ｗｅ ｌｅ ｔ Ｆｉｔ ｒ ｌｅ
大功率变频系统LCL滤波器研究
大功率变频系统LCL滤波器研究LCL滤波器是一种常用的变频输电系统谐波过滤器，其在大功率变频系统中的应用越来越广泛。
本文将对LCL滤波器的结构和组成、设计原理以及应用进行介绍和研究。
一、LCL滤波器的结构和组成LCL滤波器由电容C、电感L和电阻R按一定的方式串联、并联而成，其结构示意图如下：其中，C是电容，L1和L2分别为电感，R为电阻，ω为角频率。
在L1和L2之间增加电容C，形成一个共振回路，让L1、L2、C串联组成LCL复合滤波器。
二、LCL滤波器的设计原理LCL滤波器的设计目的是使电路的负载侧得到平滑的交流电压，同时对于谐波电流具有较好的过滤效果。
为了实现这个目的，我们需要对LCL滤波器的参数进行设计。
1. 选择适当的谐波范围LCL滤波器主要用于过滤变频器输出的谐波电流，在实际应用中一般选择第5、7、11、13等低次谐波。
这些谐波具有比较高的能量占比和较高的阻抗值，因此选择这些谐波范围可以有效地减少谐波电流的影响。
2. 选择合适的LCL滤波器参数LCL滤波器的参数设计需要考虑滤波器的谐振频率、阻抗量和损耗等因素。
（1）谐振频率LCL滤波器的谐振频率是指共振回路的自然频率，可以根据L1、L2和C来计算，计算公式如下：（2）驻波比驻波比是滤波器的基本参数之一，其值越小表示滤波器的匹配效果越好。
驻波比的计算公式可以用下式表示：（3）电感和电容的选择LCL滤波器中的L和C的选择很关键，其主要影响滤波器的性能和响应。
在实际设计中，需要综合考虑电感、电容的压降和电流、频率响应等因素来选择最佳的参数。
LCL滤波器在大功率变频系统中的应用非常广泛，主要用于变频器输出电路的谐波过滤，可以有效地减少谐波电流对于负载的影响，同时提高系统的功率因数和稳定性。
1. LCL滤波器在电机驱动系统中的应用在电机驱动系统中，LCL滤波器主要用于变频器的输出电路和电机的负载之间的谐波过滤。
LCL滤波器在电力电子设备中也得到了广泛应用，例如高压直流输电系统、电力调节器、电磁干扰滤波器等。
LCL型并网滤波器的研究与设计
用 ，而且滤 波 器 的电容 与 电 网之 间 串接 了一个 电感 ，避
免 了电容 和 电 网的直 接 并 联 ，从 而 减 小 了 电网 阻抗 变
化及 电网高频 谐 波产 生 的影 响 。经 综合 考 虑 ，本论 文
采用 的是 ＬＣＬ型 输 出滤波 器 。
、
根据 图 １滤波 器 的结 构 图 ，结 合 二 端 网络 和传 输
图 ２ Ｌ型 和 ＬＣＬ型 滤 波 器 ｂｏｄｅ图
’ 由此可见 ：由于电容支路的增加 ，使得并 网逆变器 的电流控 制 系统 由一 阶系统 变成 了三 阶 的。令 ，Ｌ＝Ｌ ＋ ，图 ２给 出 了 Ｌ型 与 ＬＣＬ型 滤 波 器 幅 频 特 性 曲 线 Ｊ。由图 中可 知 ，在 低 频 段 ，ＬＣＬ型 与 Ｌ型 滤 波 器 幅频特性 曲线几乎 重 合 ，都 是 以 一２０ｄＢ／ｄｅｃ的斜 率衰 减 ；ＬＣＬ型 滤波 器 的谐 振 频 率 后 ，ＬＣＬ型 滤 波 器 的 幅 频 特性 曲线 的斜率 变 为 一６０ｄＢ／ｄｅｃ，相较 于 Ｌ型 滤 波 器 一２０ｄＢ／ｄｅｃ的 响应 频 率 ，说 明 ＬＣＬ型滤波 器具 有更 好 的高次 电流谐 波抑 制作 用 。
矩 阵 的知 识 ，写 出 Ｌ型 和 ＬＣＬ型输 入 电压 与输 出 电流
５０
《电 气 开 关》（２０１３．Ｎｏ．２）
的传递 函数 为』 ： 一 ） 一 — ） ）一 — ）
圭
（１） （２）
×
（６）
将 （６）式 的 。（￡）看 作 为 变 量 ，当 “。（ｆ）＝ 时 ，
Ｌ型
ＬＣ型
ＬＣＬ型
图 １ 滤波器结 构图
Ｌ型滤波 器 是 较 为 经 典 的 滤 波 器 ，对 输 出 电流 纹
基于LCL型并网滤波器的优化设计方案研究
基于LCL型并网滤波器的优化设计方案研究LCL型并网滤波器是一种有效降低电网中谐波电压和电流的设备，广泛应用于各种电力系统中。
为了进一步提高LCL型并网滤波器的性能和效率，本文将针对其优化设计方案展开研究。
首先，为了优化LCL型并网滤波器的设计方案，需要进行电网的谐波特性分析和滤波器的需求分析。
通过对电网的谐波频率、幅值和相位的检测和分析，可以确定滤波器的谐波抑制要求和工作频段。
此外，还需要分析并网滤波器所处的电网环境、电网容量和谐波源的位置，以确定滤波器的尺寸和工作要求。
其次，对于LCL型并网滤波器的优化设计方案，需要考虑滤波器的结构和参数的选择。
结构上，可以考虑采用多种滤波回路并联的方式，提高滤波器的谐波抑制性能。
参数上，可以通过选取合适的电感、电容和电阻数值，以及合理的放置方式，使滤波器的谐波阻抗匹配和谐波抑制性能达到最优。
另外，为了进一步优化LCL型并网滤波器的设计方案，可以考虑引入先进的控制算法和器件。
例如，可以利用自适应滤波算法、优化控制算法和预测控制算法来实现滤波器的自适应工作和优化控制。
此外，还可以引入高性能器件，如IGBT管、SiC元件和磁电阻器等，提高滤波器的开关频率和功率密度。
最后，为了验证优化设计方案的有效性，可以进行仿真和实验验证。
通过建立合适的电网和滤波器模型，并进行电网谐波仿真和滤波器性能测试，可以评估设计方案的性能和优化效果。
根据仿真和实验结果，可以对设计方案进行调整和改进，以实现更好的滤波器性能和效率。
综上所述，基于LCL型并网滤波器的优化设计方案研究，需要进行电网的谐波特性分析和滤波器的需求分析，考虑滤波器的结构和参数选择，引入先进的控制算法和器件，以及进行仿真和实验验证。
通过这些工作的开展，可以使LCL型并网滤波器在降低电网谐波电压和电流方面的性能和效率得到进一步提高。
有源电力滤波器中LCL滤波器的设计
ｐ ｅ ｉ ｒ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｎ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｎ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ Ｌ Ｃ Ｌ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ．
ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｗｉ ｌ ｌ ｂ ｅ ｍｏ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｘ ． Ｔ ｈ ｅ ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｒ ｉ ｐ ｐ ｌ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ｕ ｐ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｃ ａ ｐ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｌ Ｃ Ｌ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ ， ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｃ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ —
ｂ ｏ ｄ ｅ ｄ ｉ ａ ｇ ｒ ａ ｍ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ａ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｆ ｏ ｒ Ｌ Ｃ Ｌ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ． Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｅ ｘ －
ｌ ｅ ｍｓ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｄ ｂ ｙ ｈ ａ ｍｏ ｒ ｎ ｉ ｃ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｔ ｒ ｅ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｔ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｉ ｍｐ ａ ｃ ｔ ｏ ｆ Ｌ Ｃ Ｌ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ ｏ ｎ ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｍａ ｒ ｎ ｃ ｅ ｆ ｏ ｒ ａ ｃ —
题， 还要考 虑 Ｌ Ｃ Ｌ滤波 器对 有源 电力滤波 器 （ Ａ Ｐ Ｆ ） 跟踪 性 能的影 响。通过绘 制 Ｌ Ｃ Ｌ滤 波器波特 图 。 进 一步 简化 Ｌ Ｃ Ｌ滤 波器 的传递 函数 ， 得 出一种 简便 的 Ｌ Ｃ Ｌ滤波器 设计 方法 。最 后通 过仿 真和 实验 验证 了所提 Ｌ Ｃ Ｌ滤 波器 设计方法 的正 确性和 有效 性。 关 键词 ： 滤 波器 ：跟踪 性能 ；纹波 电流
并联型有源电力滤波器输出LCL滤波器的设计
在一定的直流母线 电压和交流电压条件下 ，电感值
作者简 介 ：谢
・
辉 （ １ ９ ９ ０一） ，男，广 东电网惠蚪供电局 ，主要从事供 电设备技术和 管理 工作 。（ 广东 惠州／ ５ １ ６ ０ ｏ １ ）
ｌ ３ ２・
・
问题探讨 ・
图１ 三相三线制并联型 Ａ Ｐ Ｆ系统主电路
下 面 以我们设计 的三相三线制并 联 型有源 电力滤
波器样机为例 ，设计输 出 Ｌ Ｃ Ｌ滤波器 。设计所 涉及 的 系统具 体参数如下 ：系统 的额 定功率 Ｐ＝ ６ ６ ｋ Ｗ；电 网
基波频率ｆ＝ ５ Ｏ Ｈ ｚ ；电网线 电压有效 值 ｕ Ｎ： ２ ６ ９ Ｖ；主 电路 直流侧 电容 电压 ｕ ｄ ｏ ＝７ ０ ０ Ｖ ；额定 输 出 电流 ｔ ｍ＝ Ｉ Ｏ Ｏ Ａ；主 电路 开 关 管 的开 关 频 率 ． ＝ ９ ６ ０ ０ Ｈ Ｚ；Ａ Ｐ Ｆ 需要 补偿 的谐波次数 Ｎ＝ ６ ０ 。根据 以上 的推导 和代 入 相关 参数 ，设计 Ｌ Ｃ Ｌ滤波器参数 如下 。 （ 二 ）设 计输 出总 电感值 并联 型 Ａ Ｐ Ｆ的补 偿 性能 主要 决 定 于输 出补 偿 电 流对 于参考 电流 的跟 踪 能力 ，而 Ａ Ｐ Ｆ的输 出 电感值 决定 了补偿 电流 的跟踪 速度 ，对其 性 能有很 大 影 响 。
并联 型有 源 电力滤 波器 输 出 Ｌ Ｃ Ｌ滤波 器 的设计
越 大 ，电流 的 纹波 越 小 ，但 电感 的 电流 变 化 率 会 变
滤波 电感 一定 时 ，滤 波 电容 ｃ ， 在 满 足无 功 要 求 时 ， 应尽 量大 。另 一方 面 ，经 过 Ｌ Ｃ Ｌ滤 波器 除 了有 高频 开关 谐 波外 还 包 括 补 偿 的低 次 谐 波 。 当 过 小 时 ，
并联有源电力滤波器LCL参数的选择方法
并联有源电力滤波器LCL参数的选择方法*张国荣，陈鹏，李宗钧(教育部光伏系统工程研究中心，合肥工业大学能源研究所，合肥230009)摘要:并联型有源电力滤波器(shunt active power filter，SAPF)中应用LCL滤波器有高频阻带性能好、低频补偿能力强等优点，但参数确定难。
本文基于对补偿对象及补偿目标的数字化建模，结合PWM控制特性和谐振影响，给出LCL滤波器参数选择方法，最后分析参数选择对系统性能的影响。
该方法简单实用。
仿真和实验证明了该方法的有效性。
关键词:并联型有源电力滤波器;LCL滤波器;谐波抑制和无功补偿;PWM控制中图分类号:TM76文献标识码:A文章编号:1001－1390(2011)02－0044－06A Design Method of LCL－Filter－based Shunt Active Power FilterZHANG Guo－rong，CHEN Peng，LI Zong－jun(Research center for Photovoltaic System Engineering Ministry of Education，The Energy Institute of Hefei Universityof Technology，Hefei230009，China)Abstract:LCL－filter in shunt active power filter is characterized by better attenuation performance at high frequency and better compensation performances．But it is difficult to define parameters．Based on the modeling of compensation object and target，this paper proposes a new design method of LCL－filter and puts forward the relations among param-eters for compensation performance according to the characteristic of PWM technology and resonance．This method is simple and useful．Simulation and experiment validate the feasibility of the method．Key words:shunt active power filter，LCL－filter，harmonic and reactive current，pulse width modulation technology0引言目前SAPF主电路多采用电压型变换器拓扑结构，通过无源滤波器与电网连接［1］。
有源电能质量控制器的LCL滤波器设计与研究
ｓ ｅｓｉｄ ｃ ｒ ｆｈ ｌ ｒ ｓｆ ｔ ｒｐｓｄ ｉａｌ。 ｅｓ ｕａｉ ｓｗ ｌ ａ ｈ ０ Ｖ Ｐ Ｃ ｐ ｔｔ ｅｅｐｒ ｎ ｉ ’ ｎｕ ｔ ｅｆｔ ｒｌ ｐｏｏｅ． ｎ ｙｔ ｉ ｌ ｏ ａ ｅｌ ｓｔｅ５ ｋ Ａ Ａ Ｑ ｒ ｏ ｐ ｘ ｉ ｔ ｄ ｏ ｏｔ ｉｅｉｉ ｙ ｓ Ｆ ｌ ｈ ｍ ｔｎ ｏ ｙ ｅ ｍｅ
１ 引 言
有源 电能质 量 控 制 器 （ ｃｖ ｏ ｅ Ｑ ａ ｔ Ａ ｔｅＰｗ ｒ ｕｌｙ ｉ ｉ Ｃｎｒｌ Ｃ ｎｉｏｅ， 称 Ａ Ｑ ） ｏｔ ｌｄ ｏｄ ｉ ｒ简 ｏｅ ｔｎ Ｐ Ｃ 具有滤 除谐 波 、 补偿无 功 、 维持 电流 和 电压 正常等 多项 功 能。 ９ ｏ年代 后期 ， 日本 、 国等 国开 始 应用 Ａ Ｑ 美 Ｐ Ｃ， 其中以静止无功发生器和有源 电力滤波器为主。近 年来 ， 我国在 Ａ Ｑ Ｐ Ｃ方面的研究也取得较大成果 ， 各 种功率单元拓扑结构 ， 谐波检测【 １ ］ 与控制方法翻 的研 究也趋于成熟 ， 国内鲜见对 Ａ Ｑ 但 Ｐ Ｃ逆变模块开关 纹 波无 源 滤波 器 的研 究 文 献报 导 。事 实 上 ， 若滤 波 器的设计参数选取不合理 。Ｐ Ｃ不仅起 不到补偿 ＡＱ 谐波的效果 ， 而且会加大注入电网的谐波量 ， 甚至在
ｏ ｄａｄｔｅｓ ｂｌｙｏ Ｐ ＣＴ ｉｐ ｐｒ ｏｕｅ ｎａ ａ ｓ ｆｈ ｎ ｔｎ ｏ ｔｂ ｔ ｎｏ ｃ ｏ ｐ ｎｎｓａｄｔｅ ｆ ｎ ｔ ｉｔ ｆ Ｑ ．ｈｓ ｅ ｃ ｓｓ ｎ ｌ ｉ ｏ ｅｆ ｃ ｏａ ｃｎ ｉｕ ｏ ｆ ａ ｈｃｍ ｏｅ ｔ ｎ ｈ ａ ｉ Ａ ａ ｆ ｏ ｙｓ ｔ ｕ ｉ ｌ ｒ ｉ ｅ ｈ
并联型APF的LCL输出滤波器设计
２ ０ １ ７年 １ ２月
电 力 电 子 技 术
Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｅｌ ｅ １ ２
Ｄｅ ｃ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ２０１ ７
并联 型 Ａ Ｐ Ｆ的 Ｌ Ｃ Ｌ输 出滤 波 器设 计
王启羽 ・ ，徐 英 雷 ，付 建 辉 ，刘 露 江
ＷＡ Ｎ Ｇ Ｑ ｉ － ｙ ｕ ，Ｘ Ｕ Ｙ ｉ ｎ ｇ — ｌ ｅ ｉ ，Ｆ Ｕ Ｊ ｉ ａ ｎ — ｈ ｕ ｉ ，Ｌ Ｉ Ｕ Ｌ ｕ － ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ２
（ １ ． Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ｗ ｅ ｓ ｔ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ，Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ ６ １ ０ ０ ３ １ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｙ ｐ ｉ ｃ ａ ｌ ｈ ａ ｒ ｍｏ ｎ ｉ ｃ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｌ Ｃ Ｌ ｉｌ ｆ ｔ ｅ ｒ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ， ａ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ Ｌ ＣＬ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｄ ｔ ｏ
范围： 由 网侧 电 流 和 变 换 器 侧 电 流 高 频 纹 波 衰 减 及 谐 振 频 率 要 求 确 定 电 感 分 配 系 数 ： 由基 波 无 功 功 率 限 制 和
谐振频 率要 求确 定滤波 电容 值 ； 给 出了基 于极 点配置 的反馈 电容 电流 有源 阻尼 法 。与 Ｌ滤 波器 的对 比仿 真和 实验结 果证 明 了所 提方 法 的正确性 和优 越性 。
ｈｅ Ｔ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉ ｒ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｔ ｏ ｈｅ ｔ Ｌ ｆ ｉ ｌ ｔ ｅ ｒ ｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｖ ｌｉ ａ ｄ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｐ ｅ ｉ ｒ ｏ ｉｔ ｒ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ —
基于有源阻尼的并联有源滤波器输出LCL滤波器设计
基于有源阻尼的并联有源滤波器输出LCL滤波器设计王盼;刘飞;查晓明【摘要】提出一种基于并联型有源电力滤波器的输出LCL滤波器的设计方法.该方法在满足电流跟踪快速性、电流纹波最大允许值等基本条件下,选取了总电感值；并由基波无功损耗约束了电容量上限.在此基础上,考虑到开关次谐波电流衰减率以及谐振频率的制约,综合选取了构成总电感的L1和L2的值及电容量.为避免LCL滤波器发生谐振,采用了电容电流反馈的有源阻尼法,通过设计反馈系数,有效抑制了低次谐波的振荡.最后基于采用重复学习控制策略的并联型有源电力滤波器,通过PSCAD进行仿真验证.仿真结果表明了LCL滤波器的优越性以及所提设计方法的有效性.%A design of output LCL filter based on shunt APF with active damping is proposed. It selects the total inductance with the consideration of current tracking rapidity,allowable maximum current ripple, etc. and sets the upper limit of capacitance by the loss of fundamental reactive power,based on which,the L1 and L2 of total inductance and the capacitance are selected with the consideration of switching harmonic current decay rate and the constraint of resonant frequency. The active damping method based on capacitor current feedback is applied to avoid the LCL filter resonance and the feedback factor is designed to effectively suppress the suborder harmonic vibration. The shunt APF with repetitive learning control strategy is simulated with PSCAD and results show its superiority and effectiveness.【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2013(033)004【总页数】6页(P161-166)【关键词】有源电力滤波器;LCL滤波器;有源阻尼;谐振;反馈;仿真【作者】王盼;刘飞;查晓明【作者单位】武汉大学电气工程学院,湖北武汉430072【正文语种】中文【中图分类】TN7130 引言近年来，随着电力电子技术的快速发展，大量非线性负载不断投入电力系统，造成电能质量问题日益严重。
基于LCL型并网滤波器的优化设计方案研究
基于LCL型并网滤波器的优化设计方案研究基于LCL型并网滤波器的优化设计方案研究摘要：随着电力系统的发展和智能电网的快速发展，电力系统的稳定性和电能质量成为了一个重要的研究方向。
并网滤波器作为提高电能质量的重要设备，其设计和性能优化对电力系统的稳定有效性和特殊要求具有重要意义。
本文以LCL型并网滤波器为例，通过对其工作原理的分析和仿真模拟，结合优化设计方案，探讨了优化LCL型并网滤波器的设计方案。
关键词：并网滤波器；LCL型；优化设计方案；电能质量 1. 引言电力系统中的谐波和电网侧支路电感对电能质量造成了严重威胁，因此需要采取有效的措施来减少这些电力质量问题。
并网滤波器是通过滤除电网谐波和响应调整电力系统的电流响应而能够提高电能质量的装置。
因此，设计并优化滤波器是电力系统中的一个重要课题。
2. LCL型滤波器的工作原理LCL型滤波器是一个常见的滤波器结构，它由电感、电容和电阻组成。
其工作原理是通过调整电感、电容的参数和极性来实现对电网侧谐波的滤波效果。
LCL型滤波器采用串联电阻的方式，能够有效地提高滤波器的稳定性和谐波抑制能力。
3. LCL型滤波器的参数设计在设计LCL型滤波器时，需要确定电感、电容和电阻的合适参数。
参数的确定需要考虑电力系统的谐波源、电能质量要求以及滤波器的稳定性和抑制谐波能力等因素。
通过对滤波器的参数进行优化设计，可以提高滤波器的性能，降低滤波器的成本和功耗。
4. 优化设计方案在优化设计方案中，可以采用仿真模拟的方法来验证滤波器的性能。
通过改变电感、电容和电阻的参数，可以得到不同的滤波器响应特性。
根据电能质量的要求和电力系统的特点，可以选择合适的优化设计方案。
例如，在设计过程中，可以采用多级滤波器结构，以进一步提高滤波器的谐波抑制能力。
5. 结果与讨论通过对LCL型滤波器的优化设计方案的研究，我们可以得到滤波器的响应特性和性能指标。
根据不同的电力系统需求，可以选择不同的优化设计方案。
有源电力滤波器的LCL滤波器分析与设计
有源电力滤波器的LCL滤波器分析与设计胡金高;郑大星【摘要】有源电力滤波器输出LCL滤波器兼顾了低频段增益和高频衰减,但是参数难确定.采用基于谐波分析,获得最大谐波变化率.并利用电流的纹波限制,综合得到单电感L的取值范围.分析LGL滤波器,证明在相同滤波效果下,LCL滤波器的总电感约为单电感L滤波器的1/3.匹配谐振频率设计LCL滤波器的电容和阻尼电阻,仿真证明了该设计的参数是可行的.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2014(038)002【总页数】4页(P349-351,366)【关键词】有源电力滤波器;LCL滤波器;开关纹波;谐振频率【作者】胡金高;郑大星【作者单位】福州大学电气工程与自动化学院,福建福州350116;福州大学电气工程与自动化学院,福建福州350116【正文语种】中文【中图分类】TM762随着现代工业技术的发展，大量的电力电子装置中采用了大功率开关器件，使电力电子装置实现了高频化和小型化，但随之而来的是高次谐波的产生，以及对电网造成的污染。
现在采用的比较流行的补偿谐波的装置是并联型有源电力滤波器(SAPF)[1-2]。
现阶段的SAPF的输出一般采用单电感L滤波器[3]。
L滤波器结构简单，但是不能够很好地滤除开关谐波，需要较高的开关频率才能有效地滤除开关谐波，以获得良好的动态性能。
往往为了获得较好的滤除开关谐波，需要增大电感的数值，这不仅提高了成本，而且降低了系统的动态性能[4]。
因此，有些学者提出用LCL滤波器代替单电感L滤波器，LCL滤波器能够抑制高次谐波[5]。
LCL滤波器中主要有三个参数，设计不当会增加控制难度，而且容易造成振荡、不稳定等问题。
文献[6]将三阶LCL滤波器简化为二阶LC滤波器，采用归一化算法计算二阶LC滤波器的参数L，即LCL滤波器的桥臂侧电感，但是该方法中的匹配负载电阻如何设定没有明确的规定。
文献[7]对逆变器进行纹波电流分析，进而得到LCL滤波器的总电感的最小值，但是该逆变器采用的是三电平逆变器，因为对二电平逆变器进行纹波电流分析得到的LCL滤波器的总电感的最小值不理想。
三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计与研究
LCL 滤波器中电感的磁心部分通常是占整个滤 波器的大部分重量、体积和成本。因此设计滤波器 时在能够达到滤波要求的情况下尽量减少滤波器的 磁心材料。另一方面，电容的工艺比较成熟，同时 滤波电容的体积比较小、成本低。因此设计 LCL 滤 波器时，在相同的滤波效果的前提下，L1 和 L2 总的
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：TM48
Design and Research on Parameter of LCL Filter in Three-Phase Grid-Connected Inverter
Liu Fei1 a Xiaoming1 Duan Shanxu2 (1. WuHan University Wuhan 430072 China 2. Huazhong University of Science and Technology Wuhan 430074 China)
2 并网逆变器的电路分析
2.1 主电路拓扑 图 1 所示为三相并网逆变器拓扑结构图。图
中 id 代表新能源输出直流电流，C1 代表输入直流 母线滤波 电 容、VT1～VT6 代 表三相 逆变桥的 6 个 IGBT 开关管，R1 代表滤波电感 L1 的内阻和由每 相桥臂上、下管互锁死区所引起的电压损失，R2 代 表 滤 波 电 感 L2 的 内 阻 ，L1、C2、L2 组 成 三 阶 LCL