逆变器滤波器参数设置(参考资料)

1滤波特性分析

输出滤波方式通常可分为：L 型、LC 型和LCL 型，

滤波方式的特点比较如下：

(1)中的单L 型滤波器为一阶环节，其结构简单，可以比较灵活地选择控制器且设计相对容易，并网控制策略不是很复杂，并网容易实现，是并网逆变器常用的滤波方式。缺点在于其滤波能力有限，比较依赖于控制器的性能。

(2)中的LC 型滤波器为二阶环节，C 的引入可以兼顾逆变器独立、并网双模式运行的要求，有利于光伏系统功能的多样化。然而，滤波电容电流会对并网电流造成一定影响。

(3)中的LCL 型滤波器在高频谐波抑制方面更具优势，在相同高频电流滤波效果下，其所需总电感值较小。但因为其为三阶环节，在系统中引入了谐振峰，必须引入适当的阻尼来削减谐振峰，这就导致了其控制策略复杂，系统稳定性容易受到影响。当三相光伏逆变器独立运行时，一般均采用LC 型滤波方式。

并网逆变器的滤波器要在输出的低频段（工频50Hz）时要尽量少的衰减，而要尽量衰减输出的高频段（主要是各次谐波）。

采用伯德图来分析各种滤波器的频域响应。[1]

一般并网逆变器滤波部分的电感为毫亨级，电容为微法级，这里电感值取1m H,电容取100u F，电感中的电阻取0.02Ω，在研究LCL滤波器时，取电感值

为L1=L2=0.5m H，电阻R1=R2=0.01Ω。

对于单电感滤波器，以输入电压和输出电流为变量，并且实际的电感中含有一定电阻，其传递函数为：

对于采用LC 滤波器的并网逆变器，在并网运行时，电网电压直接加在滤波器中的电容两端，因此此时电容不起滤波作用，可以看作是一个负载，从滤波效果上来说，它等同于单电感滤波器。并且对于被控量选取为电感电流IL 的采用LC滤波的并网逆变器，由于有电容的作用，其控制电流IL与实际输出电流Io 之间有如下图所示：

上式中可以看出，电感电流LI 将受到电网电压gU 的变化与并网电流0I 的影响。所以在控制过程中要参照电网电压的有效值不断调整基准给定的幅值与相位。

对于LCL 滤波电路，逆变器输出电流与输入电压之间的传递函数可以表示为：

对比可知,可以很清楚的看到，在低频时，单L 型滤波器与LCL 型滤波器的频域响应相同，都是以20d B/dec 的斜率进行衰减。但在高频部分，单L型滤波器仍然以20d B/dec 进行衰减，但LCL 型滤波器以60d B/dec 的斜率进行衰减，表明相对于单L 型滤波器，LCL 型滤波器能够更好地对高频谐波进行衰减。将式中的s 用jω代入后可以看出，低频时两式分母中含有ω的项都很小，特别是ω的高次方项，可以忽略不计。因此在低频时，表达式中主要起作用的是电阻部分。而随着ω的不断上升，两式分母中含有ω的项不断增大，特别是含有ω的高次方项，因此在高频段，其主要作用的是分母中含有ω的 3 次方项。因此在高频段，LCL 滤波器是以60d B/dec 的斜率进行衰减。对单L 型、LC 型及LCL 型滤波器进行比较。

在低频时，三者的滤波效果相同，并且在并网运行时LC 型滤波器中的电容只相当于负载，不起滤波作用。而LCL 型滤波器对高频谐波的滤波效果要优于单L 型与LC 型滤波器。

2数学模型

2.1L型滤波器

2.2L C滤波器

2.2.1LC滤波器数学模型

这里选择电感电流、电容C2电压为状态变量，在三相平衡的情况下列出A、B、C 三相的状态方程为：

dq轴下的数学方程为：

则数学模型为：