并网逆变器滤波器设计
并网逆变器滤波器的设计-PPT文档资料
性。在中高频领域中，非晶可以取代部分铁氧体市场。但
价格比较高，磁芯标准不明确，使其不能广泛使用。 • 硅钢 高磁导率，低电阻率，涡流损耗大。和铁基非晶合 金相比，硅钢磁通密度高、填充系数大、成本低但损耗高， 是最广泛应用在低频场合的磁芯材料。
i 2 i 已知 L 1 L 1
pp max
iL1pp
Ua 4L 1 fS
故有
U U a a L 1 8 i f 8 * 15 % * I L 1 S Sf S max
代入计算得
L1≥1mh
，电感L1=2mh
2.滤波电容设计
根据电容的无功功率来设计，一般选取滤波电容C上的 无功功率低于10%，可得
ห้องสมุดไป่ตู้
逆变器
稳态时，电感电流增减量相等，故有
[U U ( t )] d ( t ) T U ( t )[ 1 d ( t )] T a C s C s
化简得
U U ( t )U ( t ) a C C i * * T L S 1 L U 1 a
当Uc(t)=½Ua 时，∆iL1最大，即
• 为了不使LCL滤波器的谐振峰出现在低频或高频段，所以设计LCL滤波器的谐
振频率时，应该大于在电网频率的10 倍，小于开关频率的一半，即
1 L L 1 1 2 10 f f f 1 r es sw 2 L L C 2 1 2
• LCL滤波器中滤波电容上串联的无源阻尼电阻来抑制谐振尖峰，一般选取阻尼 电阻为谐振频率电容阻抗的1/3
并网逆变器滤波器的设计
主要内容
一．并网逆变器中滤波器的作用 二．滤波器设计 1. 滤波器类型的选择
基于遗传算法船舶新能源并网逆变器LCL滤波器设计
基于遗传算法船舶新能源并网逆变器LCL滤波器设计遗传算法是一种模拟生物进化过程的算法，它通过模拟生物的遗传和变异过程，不断优化搜索解空间中的最优解。
在船舶新能源并网逆变器LCL滤波器设计中，遗传算法具有优良的适用性与调节能力。
以船舶新能源并网逆变器LCL滤波器设计为例，遗传算法的设计思路是，通过对滤波器参数和电路布局中的优化，最终实现尽可能少的损耗和尽可能高的效率。
首先，通过采用遗传算法快速筛选出种子样本，然后分别计算各样本电容量和电感量等变量与损耗的关系，再进一步调整以优化其性能指标，最终找到最优解，确定LCL滤波器的参数和电路布局。
遗传算法在LCL滤波器设计的优点在于，它可能发现优化的方法，以及通过在已知解的基础上，进一步适应其他方案的能力。
通过遗传算法，在计算中适当的变异和重组，可以使得个体之间的拓扑结构更加多样化，增加解向量的数量和质量。
同时，就设计问题难度而言，遗传算法也更依赖于搜索空间的数量，而越复杂问题的解向量，其搜索空间也就越大。
在实际过程中，为了减少设计复杂度，导致遗传算法收敛速度较慢的问题，需要对搜索空间进行合理的简化。
例如，合理选择变量方法，如先进行静态零序等效电路分析，进而优选设计空间中的变量，再对其进行遗传算法的操作。
这样既能高效解决遗传算法收敛缓慢的问题，也能取得设计过程中的良好成果。
总之，基于遗传算法，船舶新能源并网逆变器LCL滤波器设计可以更加高效地寻找最优解，并减少设计过程中出现多余的计算，极大地提高了设计效率。
在实际应用中，应结合问题的实际情况，确定适当的参数和变量，使其有望在未来船舶新能源并网逆变器行业迅速应用。
随着船舶行业对环保要求的增强，船舶新能源并网逆变器LCL滤波器的应用及研究越来越受到关注。
以下列出与船舶新能源并网逆变器LCL滤波器设计有关的数据，并进行分析。
1. 电感量和电容量船舶新能源并网逆变器LCL滤波器的电感量和电容量是设计中必须要考虑的因素之一。
光伏并网逆变器通用LCL滤波器的设计
器的设计方 法， 光伏 并 网 逆 变 器 性 能 良好 。 从 而验 证 了这 种 设 计 方 法 的 正 确 性 和合 理 性 。 关键词 ： 光伏并网逆变器 ； 滤波 器 ； 电流纹波 ； 谐 波
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｍ６ １ ４ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： ２ ０ ９ ５ — ２ ８ ０ ５ （ ２ ０ １ ３） ０ ５ — ０ ０ ８ ７ — ０ ７
引 言
伴 随 着 近 年 来 全 球 光 伏 发 电装 机 容 量 的不 断 增加 ， 光 伏 并 网逆 变 器 的需 求 量 也 日益 增 多 ， 电 网
过程 中 ， 电感 两端 电压 的不 断 变化造 成 的 。
从式 （ ７ ） 可 以得 出 ， 电流 纹 波 最大 值 如 式 （ ８ ） 所
示。
ａ ｘ 丽 Ｖ Ｄ Ｃ ｍ ａ ｘ
４ 、， ＾ ｌ ＾ ，
（ ８ ）
、
从 上 面结 果 可 以得 出 ， 电 流纹 波 最 大 值并 不 是
摘要 ： 从 光 伏 并 网 逆 变 器 的 实际 特 点 出发 ， 对逆 变器 Ｌ Ｃ Ｌ滤 波 器参 数 设 计进 行 了研 究 。从 逆 变 器对 滤 波 器 的 实
际要 求 方 面给 出 了 Ｌ ｃ Ｌ 滤波 器 的设 计 步 骤 和 方 法 ， 对１ ０ ０ ｋ Ｗ 三 电 平 并 网逆 变 器滤 波 器 参 数 进 行 了设 计 。 同 时 ， 针
有效 设 计方 法 ，同 时针 对 １ ０ ０ ｋ Ｗ 三 电平 并 网逆 变
基于LCL滤波的并网逆变器的设计
考
资
料
LCL滤波器的三相光伏逆变器双环控制策略 刘飞 殷进军 周彦 段善旭
Vo1.42,No.9 电力电子技术 2008年9月
PWM整流器及其控制 张兴 张嵩巍 机械工业出版社
自查相关中、英文文献
周次
第1～4周
第5～8周
第9～12周
第13～16周
第17～18周
应
完
成
的
内
容
查阅资料
原理分析及参
数设计
主
要
内
容
查阅资料，了解三相并网逆变器的原理及数学模型
并网控制策略的研究
分析LCL滤波器在电路中的应用并与单L、LC滤波器进行对比
系统仿真研究
完成毕业设计论文一篇
系统图折合A0一张
基
本
要
求
直流侧电压为Udc=800V
有功功率为8000w
总谐波畸变率THD〈5%
单位功率因数并网
在设计解决方案中要针对社会、健康、安全、法律、环境及可持续发展的问题进行论证,给出具体的分析和评价
1.2.2
在世界光伏发电产业迅速发展的同时，中国的光伏发电产业也正以每年30%的速度得到快速发展。在光伏电池研究方面，我国光伏电池的研究获得重要进展，目前我国实验室光伏电池的效率已达21%，可商业化光伏组件效率达14%～15%，一般商业化电池效率也已达到10%～13%。在光伏电池生产制造方面，国内光伏电池的年生产能力达到100MW，中国已成为继日本、德国和美国后世界第四大光伏组件制造国。与此同时，我国也积极兴建了大量光伏发电工程。例如投资达750万美元，发电总装机容量达到1兆瓦的深圳国际园林花卉博览园光伏并网发电系统已投入使用；首都博物馆300kW太阳能光伏并网发电系统也已经投入使用。国家体育场(鸟巢)工程投资1000万元，在“鸟巢”的12个主通道上方，安装总装机容量为130千瓦的太阳能光伏发电系统。一项投资l亿元的兆瓦级光伏发电项目也将在上海交通大学风雨操场落成，并将成为亚洲最大的光伏发电站[19]。
基于LCL滤波的单相并网逆变器的设计
基于LCL滤波的单相并网逆变器的设计张朝霞;文传博【摘要】并网逆变器作为发电系统和电网连接的核心装置,直接影响整个并网发电系统的性能,已成为国内外研究的热点.以单相全桥逆变器为研究对象,为更好地减小入网电流的总谐波失真,采用LCL型滤波器,具有更好的高频谐波抑制能力.控制策略使用双电流闭环控制,推导了控制方程,内环控制LCL滤波器中的电容电流,外环控制滤波后的电网侧电流,此控制方法使系统的稳定性和动态性能都得到了很好改善.设计了各元件的取值规则,建立了系统仿真模型,通过Matlab/Simulink仿真,证明了建立的单相并网逆变器可成功实现并网运行.【期刊名称】《上海电机学院学报》【年(卷),期】2019(022)002【总页数】6页(P83-88)【关键词】并网逆变器;滤波器;谐波抑制;双电流环控制【作者】张朝霞;文传博【作者单位】上海电机学院电气学院,上海 201306;上海电机学院电气学院,上海201306【正文语种】中文【中图分类】TM464光伏发电和风力发电等新能源并网是能源可持续发展战略的重要问题。
许多国家都积极研发光伏发电、风力发电等新能源并网发电系统[1-4]。
目前，常用的新能源回馈电网的方案为：先把新能源转化成电能；再把电能调节成满足全桥逆变器所需的直流电压；最后由全桥逆变器将新能源回馈到交流电网。
在整个并网系统中，最核心的环节是逆变器，使用正弦脉宽调制逆变技术(Sinusoidal Pulse Width Modulation, SPWM)。
这种方案采用了较多模拟环节，且其控制方法也比较落后，就使得并网逆变装置的并网效果不那么理想，使其应用受到限制。
针对并网逆变器技术的探索越来越多，面对以往控制技术的不足，人们提出了很多研究方向。
文献[5]将高速的数字信号处理(Digital Signal Processing, DSP)应用到并网逆变器的控制之中，使用数字控制与模拟控制结合实现理想的控制效果；文献[6]根据各系统情况的不同，采用不同的逆变器拓扑结构，如单相、三相、隔离等，且各结构之间可以进行组合，形成各种不同的形式，来满足更多的需求。
基于遗传算法船舶新能源并网逆变器LCL滤波器设计
基于遗传算法船舶新能源并网逆变器LCL滤波器设计靖震;徐合力;高岚【摘要】In the trend of energy-saving emission reduction, people began to explore the development of new energy as an auxiliary power into the ship's power grid. Ship power grid is a limited power system, the higher the harmonic content of the grid .The grid-connected interface is the inverter. The pulse width modulation (PWM) technology makes the grid-connec-ted inverter generate high-frequency harmonic current into the ship's power grid which will easily lead to ship power gridin-stability. There is a need to add in the inverter back-end to filter out high-frequency harmonics LCL-type filter, The design of LCL filter parameter of traditional grid-connected inverter on land is very difficult to meet the requirements of grid-connec-ted inverter. In view of this, genetic algorithm is used to optimize the parameters of the LCL filter on the ship's power grid side, and the optimal solution of the LCL filter is considered synthetically. The optimal solution is obtained by considering the constraints of the ship LCL filter. The simulation results show that the filter with parameters optimized by genetical-gorithm has good network side harmonic suppression ability, which provides theory support for the Ship new energy grid connection.%在节能减排的趋势下,人们开始探求开发新能源作为辅助动力并入船舶电网.船舶电网是一个有限电源系统,电网谐波含量较高.新能源并网接口是逆变器,采用的脉冲宽度调制(PWM)技术使并网逆变器产生高频谐波电流注入船舶电网,容易造成船舶电网不稳定.需在逆变器后端加上能够滤除高频谐波的LCL型滤波器,而陆地上传统的并网逆变器LCL滤波器参数设计的试凑法很难满足船舶新能源逆变并网要求.鉴于此采用遗传算法对船舶电网侧LCL滤波器各参数优化设计的方法,综合考虑船舶电网LCL型滤波器的约束条件选择出最优解.仿真结果表明,采用遗传算法优化参数的滤波器对逆变器输出谐波进行有效抑制,为船舶新能源并网提供理论支撑.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2018(040)001【总页数】6页(P114-119)【关键词】船舶新能源;逆变并网;LCL滤波器;遗传算法【作者】靖震;徐合力;高岚【作者单位】武汉理工大学船舶动力工程技术交通行业重点实验室,湖北武汉430063;武汉理工大学船舶动力工程技术交通行业重点实验室,湖北武汉 430063;武汉理工大学船舶动力工程技术交通行业重点实验室,湖北武汉 430063【正文语种】中文【中图分类】TM4640 引言伴随着能源危机以及环境安全问题的产生，新能源在节能减排和经济环保上的优势愈加体现。
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。
并网逆变器滤波器的设计
多功能集成
自适应滤波算法的应用将使滤波器能够更 好地适应电网和负载的变化。
未来滤波器可能会集成更多的功能，如无 功补偿、有功滤波等，以满足多样化的需 求。
新型滤波器及其在并网逆变器中的应用前景
新型滤波器
近年来，一些新型的滤波器如自适应滤波器、全数字滤波器等逐渐受到关注。这些新型滤波器具有更 高的性能和更低的成本，未来在并网逆变器中具有广阔的应用前景。
兼容性问题
不同地区和国家的电网标准和规定不 同，如何设计出兼容性强的滤波器也 是一个挑战。
未来滤波器技术的发展趋势
新型材料的应用
数字化控制
随着新材料的发展，未来滤波器可能会采 用新型的磁性材料和绝缘材料，以提高性 能和降低成本。
数字化控制技术的发展将进一步提高滤波 器的性能和响应速度。
自适应滤波算法
滤波器可以提供无功补偿功能， 对电网进行无功调节，提高电 网的功率因数。
滤波器可以抑制电网中的电磁 干扰，保护并网逆变器和电网 设备免受电磁干扰的影响。
滤波器在提高并网逆变器效率中的作用
滤波器可以减小并网电流的畸变，降低逆变器的损耗和温升，提高逆变器的效率。 滤波器可以减小线路阻抗对并网逆变器输出的影响，降低能量传输过程中的损失。
应用前景
新型滤波器的应用将进一步提高并网逆变器的性能和稳定性，降低对电网的谐波影响，提高系统的能 效和可靠性。同时，新型滤波器的应用也将推动相关产业的发展和进步。
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储能系统
并网逆变器也可用于储能系统的能量转换，将电池、超级电容等储能设备的直流电能转换为交流电能，实现储能 设备的并网运行。
并网逆变器的发展趋势
高效率与高可靠性
基于LCL滤波器的三相并网逆变器的研究
基于LCL滤波器的三相并网逆变器的研究一、本文概述随着可再生能源的广泛应用和电力电子技术的快速发展，三相并网逆变器在分布式发电、微电网以及电能质量控制等领域中发挥着越来越重要的作用。
并网逆变器的主要功能是将直流电能转换为与电网电压同步的三相交流电能，并稳定、可靠地并入电网。
在这一过程中，滤波器的设计对于保证电能质量、抑制谐波干扰以及提高系统稳定性具有关键性的作用。
LCL滤波器作为一种常用的并网逆变器滤波器，其独特的结构和性能优势使得它在三相并网逆变器中得到了广泛应用。
LCL滤波器能够在高频段提供更大的阻抗，从而更有效地抑制谐波和电磁干扰，提高电能质量。
同时，LCL滤波器的设计灵活性较高，可以通过调整滤波器的参数来优化系统的性能。
因此，研究基于LCL滤波器的三相并网逆变器具有重要的理论意义和实践价值。
本文旨在深入研究基于LCL滤波器的三相并网逆变器的设计、控制策略及优化方法。
将对LCL滤波器的基本原理和特性进行详细的分析和讨论，为后续的研究奠定基础。
然后，本文将研究三相并网逆变器的数学模型和控制策略，分析其在不同运行条件下的动态性能和稳定性。
在此基础上，本文将探讨LCL滤波器参数优化方法，以提高并网逆变器的电能质量和系统稳定性。
本文将通过实验验证所提方法的有效性和可行性，为实际工程应用提供指导和借鉴。
通过本文的研究，期望能够为三相并网逆变器的设计和优化提供新的思路和方法，推动可再生能源和电力电子技术的发展和应用。
二、LCL滤波器基本原理LCL滤波器是一种广泛应用于三相并网逆变器中的无源滤波器，其主要功能是在逆变器与电网之间提供一个阻抗匹配，减少谐波污染，并改善系统的动态响应。
LCL滤波器的名称来源于其结构特点，即由电感（L）、电容（C）和另一个电感（L）串联而成。
谐波抑制：由于电容C的存在，LCL滤波器在特定频率下具有低阻抗特性，可以有效滤除逆变器产生的高频谐波，减少谐波对电网的污染。
阻抗匹配：LCL滤波器的电感L和电容C的组合可以调整滤波器的阻抗特性，使之与逆变器和电网的阻抗相匹配，减少因阻抗不匹配引起的反射波和谐波振荡。
07-王振存-光伏并网逆变器LCL滤波器的设计
电流纹波最大为：
udc udc Tp L Tp 4 3L 4 3imax
18
四、LCL滤波参数设计
（4）两个电感比值确定 图为h次开关频率谐波电流下的等效单相LCL滤波器结构，在高频 逆变状态，并网逆变器是一个谐波发生器，网侧相当于短路。由诺 顿定理可知，并网逆变器桥臂侧可以用一个电流源与电感L1并联 ii hsw u hsw / sw L1 等效，电流源 。
ia L 上桥臂关断时： a t usa Tp ta
当
udc u u 2 usa 0 dc dc * m*sin t 0 m 时： 3 3 2 3sin t 2udc usa ta (t ) tb (t ) 3 ia TP Lk 2udc 3 u m cos t 60o sa 3 2 TP 90o t 150o Lk
19
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
四、LCL滤波参数设计
iS hsw 1/ jsw L2 GL 2 ii hsw GL1 GC1 GL 2 1/ jsw L1 jswC1 1/ jsw L2
2 z LC 1/ L2C1 2 2 L1 L2 2 res sw sw L1 L2C1
20
四、LCL滤波参数设计
f res 1 2 L1 L2 1 L1 L2C1 2
1 r
rL1C1
iS hsw 1/ rL1C1 1 2 d dr L C 1 1 sw 1 d 1 0 2 r 1 ii hsw r L1C1 sw 1 1 2 sw rL1C1 r 1 d d L1C1 2 sw 1
500kW大功率光伏并网逆变器的LCL滤波电路设计
500kW大功率光伏并网逆变器的LCL滤波电路设计【摘要】本文在对比逆变器输出侧L及LCL滤波器优劣的基础上，对500kW 大功率光伏逆变器上的LCL滤波器参数选型做了详细分析。
最后，在所选参数基础上，基于D—Q分解法，对500kW光伏逆变器进行了并网仿真，实现了单位功率因素并网运行。
仿真证明了LCL滤波电路选型的正确性。
【关键词】光伏并网逆变器；LCL滤波器；参数设计一、引言随着光伏太阳能电池板的工艺不断进步，太阳能并网发电逐渐成为热点。
大功率光伏并网逆变技术是太阳能光伏并网发电领域最核心技术之一。
而逆变器侧的滤波器参数选择是关系着其并网的性能优劣的关键点之一。
因此，设计参数合适的滤波电路及确定合适的滤波电路参数非常重要。
二、L及LCL滤波器效果对比并网逆变器滤波结构主要有L型及LCL型。
L型滤波器是一阶的，电流谐波幅值一直以-20dB/dec下降，LCL型滤波器是三阶的，在谐振频率之前，和L一样，电流谐波幅值以-20dB/dec下降，谐振频率之后，电流谐波幅值以-60dB/dec下降。
随着频率的增加，在高频阶段LCL 能有效抑制谐波成分。
同时可以看到，如果想达到相同的滤波效果，LCL型滤波器总电感量是L型滤波器总电感量的1/3，极大的减小了滤波器的体积，节省了材料及成本。
三、500kW大功率光伏并网逆变器的LCL滤波电路参数设计1.总电感的约束条件LCL滤波电路中，电容支路开路，总电感大小为L=L1+Lg，根据基尔霍夫电压定理有：根据图1，可以看出，A点表示逆变器输出电流与电网电压同向，逆变器向电网传输有功功率，功率因素为1。
根据图1，由余弦定理得出：2.谐振点的约束条件LCL滤波电路发生谐振时，该次并网谐波谐波电流会显著增加。
根据谐振公式，可以知道并网电流发生谐振点频率为：（3-4）在大功率光伏并网逆变器控制技术中，一般采用SVPWM调制方式。
该调制方式使得谐波电流在开关频率及开关频率倍数附近含量很大。
一种储能并网逆变器的LCL滤波器参数设计方法
一种储能并网逆变器的 LCL滤波器参数设计方法摘要：在碳中和的全球趋势和背景下，光伏和风电作为新能源的主力义军崛起。
储能系统，作为新能源的一个全新分支，通过其分布式电网电能的双向流动可以弥补光伏和风电的高峰发力不足而低估无法满发功率的尴尬局面，起到削峰填谷的作用。
针对当前储能逆变器的研究热点，本文对储能逆变器的LCL滤波器的设计方法和参数的整定进行研究，建立数学模型，给出LCL滤波器结构控制方案。
最后运用matlab建立仿真模型并通过仿真测试，表明该LCL滤波器的设计方法合理有效，具有理论和实用价值。
关键词：储能逆变器；LCL滤波器；matlab仿真引言LCL滤波器作为一种三阶滤波器，它兼顾了LC滤波器的低频段高效滤波能力，同时也具备了高频的衰减能力。
但是，如果LCL的参数设计不合理，作为连接电网的环节，将会在并网后给电网注入大量谐波，给电网带来灾难性和给控制器带来挑战。
因此，对于LCL滤波器的设计，既要考虑谐波分量，还要考虑LCL作为大惯性环节的动态性能和电流响应要求。
而在设计电容参数时，就要兼顾考虑衰减高频电流的能力以及对系统无功的影响。
本文主要研究储能逆变器的LCL设计，采用单级非隔离DC/AC桥式电路，通过分析并建立数学模型，给出LCL的设计方案并通过阐述具体的设计过程，最后结合matlab仿真，验证了其思路和过程的和合理性。
一、储能逆变器系统分析1、三相储能逆变器系统电路拓扑结构采用LCL滤波器的三相储能逆变器的系统拓扑结构图如下图1所示。
图1 三相储能逆变器系统拓扑图图中，DC为储能电池，C为储能逆变器的直流母线稳压电容，一般采用膜电容,是其两端电压， -为6个全控型器件IGBT， -为 -的内部反并联续流二极管，为逆变器测的电感，为内阻以及开关损耗和线损等的等效电阻，为网侧电感，为内阻和网侧线损的等效电阻，为滤波电容，为滤波电容的支路上的阻尼电阻。
2、LCL滤波器特性分析2.1、LCL滤波器的作用滤波器在储能并网逆变器中起着非常大的作用。
并网逆变器LCL滤波器的参数优化设计
并网逆变器LCL滤波器的参数优化设计*黄亦欣，汤亚芳，于淼，李君卫，冒国龙(贵州大学电气工程学院，贵阳550025)摘要丄CL型滤波器因具有更优的高频谐波衰减性和滤波效果被广泛应用于并网逆变器中，但其参数设计较为复杂。
提出了一种新的LCL型滤波器参数优化设计方案，建立以纹波电流最小化、谐波衰减最大化和功率损耗最小化的多个目标优化设计模型&运用爛值权重法转换为单目标优化模型并利用遗传算法对优化模型求解&在MAT-LAB/SimuOnk中搭建基于LCL滤波器的并网逆变器仿真模型，验证了该优化方案的适用性。
与现有方法相比，文中的优化方法在保证滤波效果的前提下，具有更好的谐波衰减性能，抑制纹波的能力及更小的功率损耗&关键词:并网逆变器;LCL型滤波器;遗传算法；参数优化；爛值权重法DOI：10.19753/j.issn1001-1390.2019.012.014中图分类号:TM461文献标识码：B文章编号：1001-1390(2019)12-0085-05Parameter optimization design of grip-coeeecten inverter LCL UP ccHusy Yixin,Tany Yafany，Yu Miao，Li funwei，Mao Guolony(School q/Electrical Engineering，Guizhoo Unfersity，Gufang550025,China)Aburatr：LCLooeteesaeewodeeyused on g eod-connected devocesbecauseootheoesupeeooehogh-oeequencyhaemonoca t enu-ation and filteany eXects，but their parametar design is mora complicated.An new LCL filtar parametar optimization dv-sign schema was proposed based on yenetic alyorithm in this papar，and a multi-objective optimization desiyn model which minimizas appiv current，maximizas harmonic attenuation，and minimizas powar loss was established.Tha entropy weigh-Uny method is used ta transform tha model inta tha singly objective optimization model，and tha yenetic alyorithm is used ta solve optimization model in this paper.Mexnwhile，tha gad-connected inverer based on LCL filter simulation model was built in MsOb/SimuOnk and tha simulation results veafied tha spOcSiPty of tha pared with tha existiny methods，tha optimization schema has bitar harmonic attenuation pxrwmsca,tha ability ta suppres s appiv and less powar loss while ensuany tha filteany pemormanca-Keywoele：grip-connected invertor，LCL filtar，yenetic alyoWthm，pvametar optimization，enWopy weighting methodo引言为解决当下能源匮乏和气候环境变化等问题，以太阳能和风能为代表的可再生能源应用越来越广泛&而在新能源发电系统中，LCL型滤波器因其更优的高频谐波衰减性和滤波性能而被广泛应用于并网逆变器与电网的接入环节［1］&然而，由于LCL滤波器参数设计相对繁琐，传统的试凑法很难达到逆变器实现高谐波衰减性能的要求，因此，其参数的选取与优化成为主要的研究热点之一3〕&根据一定的设计经验，文献［4-6)提出LCL滤波器基金项目：贵州省联合资金项目(LH［2017］7231)传统的参数设计方法，通过谐波电流畸变率以及开关电流纹波等条件进行约束设计,该类方法大多是依赖设计经验反复试凑得到合适的设计参数，精确度不够，而且并未考虑参数优化问题&文献［7］将元件储能最为研究标来设计滤波器参数，LCL滤波器某一方面的性能得到了较大的改善,但设计过程较为复杂&文献［8］提出了一种新的THD模型用来替代传统的LCL滤波器模型，同时以谐振频率为约束条件,通过简化梯度算法进行实验分析得出结果&文献［8］运用了一种图形化的设计策略来解决参数设计问题,该方法虽然直观，但作图较为复杂，且任一参数改变,结果就会发生变化,理论性大于实用性&—85—种基 算法的LCL 滤波器参数优法。
风力发电并网逆变器滤波设计考虑因素
风力发电并网逆变器滤波设计考虑因素风力发电并网逆变器滤波设计考虑因素风力发电并网逆变器滤波设计是确保风力发电系统稳定运行的关键环节。
在设计滤波器时，需要考虑以下因素：第一步：了解风力发电系统的工作原理和要求。
风力发电系统通过风力驱动涡轮机转动，将机械能转化为电能。
然后，逆变器将这个产生的电能转换为交流电，并与电网连接。
因此，滤波器的设计必须满足电能转换的要求，并确保输出的交流电质量达到电网标准。
第二步：确定滤波器的类型。
常见的滤波器类型包括电容滤波器、电感滤波器和LC滤波器。
根据风力发电系统的特点和要求，选择适合的滤波器类型。
例如，电容滤波器适用于高频噪声滤波，而电感滤波器适用于低频谐波滤波。
第三步：计算滤波器参数。
根据风力发电系统的功率和频率要求，计算滤波器的电容值、电感值和电阻值。
这些参数的选择将直接影响滤波器的性能。
比如，电容值的选择决定了滤波器对高频噪声的抑制能力，电感值的选择决定了滤波器对低频谐波的抑制能力。
第四步：考虑滤波器的可靠性和稳定性。
风力发电系统通常在复杂的环境中运行，包括高温、低温、湿度等条件。
因此，在滤波器设计中要考虑这些因素对滤波器性能的影响，并选择耐高温、耐湿度等特性良好的元件。
第五步：进行滤波器的仿真和优化。
利用电路仿真软件，对设计的滤波器进行性能仿真和优化。
通过调整滤波器参数和拓扑结构，进一步改善滤波器的性能。
第六步：制作和测试滤波器原型。
根据最终设计的滤波器方案，制作滤波器原型并进行实验测试。
通过测试，验证滤波器的性能是否满足要求，并进行必要的调整和优化。
综上所述，风力发电并网逆变器滤波器设计是一个复杂的工程问题，需要综合考虑风力发电系统的工作原理和要求、滤波器类型、滤波器参数计算、可靠性和稳定性、仿真优化以及实验测试等因素。
只有经过系统性的设计和验证，才能确保滤波器在风力发电系统中的正常运行和优良性能。
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通常选取其电流纹波幅值为额定并网电流10%~25%，
iL1m a x1% 5*IS 单极性调制下，电感电流为
Is 逆变器
L1 C
iL1UaLU 1（ C t） d(t)TS
稳态时，电感电流增减量相等，故有
Ig
L2
电网
[a U -U C ( t)d ( ] t) T s U C ( t)1 [ d ( t)T s ]
并网逆变器滤波器的设计
主要内容
一．并网逆变器中滤波器的作用 二．滤波器设计
1. 滤波器类型的选择 2. 滤波器参数的计算 三．滤波电感的制作 1. 磁芯的选择 2. 绕线尺寸的选择
在并网逆变器中，输出滤波器的设计至关重要，它将 逆变桥产生的开关脉冲电压、电流转变成连续的模拟 量，其具体作用包括：
磁芯材料性能简述
• 磁粉芯 由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料， 高频涡流损耗低，非线性磁导率，适用于制作谐振电感、功率因 数校正电感、输出滤波电感等。但在100kHz以上，损耗大，很少 再用磁粉芯。
• 铁氧体 高电阻率，高频损耗小，低饱和磁感应强度，热稳定性 差，价格低廉。在大功率开关电源装置中，如果开关频率30kHz 以下，因为铁氧体的磁通密度低，磁芯体积、重量加大，其优势 无法显露，故广泛应用在高频场合。
磁芯材料性能简述
• 非晶 高磁导率、高磁感应强度、低损耗、优越的热稳定 性。在中高频领域中，非晶可以取代部分铁氧体市场。但 价格比较高，磁芯标准不明确，使其不能广泛使用。
1. 抑制输出电流的过分波动及浪涌冲击； 2. 滤波作用，将开关动作所产生的高频电流成分滤除； 3. 连接电网和逆变器，通过它可以控制并网电流的幅值和相位，
可以实现功率因数等于1； 4. 隔离逆变桥输出的电动势与电网电动势，保护全桥开关管，
防止其受到电网侧高频暂态干扰的影响。
滤波器类型的选择
并网逆变器的输出滤波器主要包括三类：L、LC 和 LCL，三者存在着各自的
电网 于电网电压的嵌位作用，仅滤波电感对并网电流起滤波作用，滤波电 容相当于本地负载，会影响进网电流与基准电流之间的相位，因此LC
滤波器通常应用于独立工作的逆变器，较少应用于并网逆变器。
LCL滤波器结合了L、LC滤波器的优点，即使在低开关频率和较小的电
电网 感情况下也能满足电流谐波衰减要求，而且滤波器的电容也没有跟电
甚至梭子碰撞纬纱叉。
（2）投梭力过大
• 梭子出梭口时间早，出梭口时挤压度小，断 边、跳花等疵点较少。
• 增加动力和机物料的消耗，增加织机的振动 和噪声，投梭机构容易因部件松动和损坏而 出现故障。
• 梭子回跳量增加，造成下一次投梭力不足而 轧梭。若制梭力也较大，则梭子进梭箱时易 产生脱纬和纬崩。
粗特纬纱和直接纬更容易发生脱纬和纬崩。
无功功率低于10%，可得
P
P
C1% 0*US21% 0*2fU S2
代入计算得 C≦20uf ， 电容C=20uF
3.网侧电感的设计 逆变器侧电流的谐波主要分布在开关频率处，因此网 侧电感可以根据在开关频率处电流谐波的衰减度进行 设计
Is 逆变器
L1 C
i (hsw) 1s2L2C)
LCL滤波器参数设计
参数条件：
直流母线输入电压Ua:360 额定输出功率：3kW 输出并网电流频率f1：50Hz 开关频率fs：20kHz 逆变器输出电压有效值Us：220V 额定输出电流Is：15A
LCL滤波器限制条件
LCL滤波器总的电感所产生的阻抗压降小于额定工作情况下电网电压的10％； • 为了不使LCL滤波器的谐振峰出现在低频或高频段，所以设计LCL滤波器的谐
化简得
iL1UaL U 1C(t)*U U C(at)*TS
当Uc(t)=½ Ua 时，∆iL1最大，即
iL1pp
Ua 4L1 fS
已知 iL1pp2iL1max 故有
L18iL U 1m a afS x8*1% U 5a*ISfS
代入计算得
L1≥1mh ，电感L1=2mh
2.滤波电容设计
根据电容的无功功率来设计，一般选取滤波电容C上的
设电感L1及L2上总压降为 U L*IS(L1L2),其总压降不能超过电网电
压的10%,即
L1L22.4m H12% 0 f* *U ISS4.6m 7 H
电感的制作
选定磁芯尺寸和绕组匝数、绕线尺寸达到下述设计要求： (a) 电感值为2mH (b) 额定电流值为15A
1.选择磁芯
在开关电源中，常用的磁芯有铁氧体、磁粉芯、非晶态合金及 硅钢片等。
振频率时，应该大于在电网频率的10 倍，小于开关频率的一半，即
10f1fres21 LL11L 2L C2 12fsw
• LCL滤波器中滤波电容上串联的无源阻尼电阻来抑制谐振尖峰，一般选取阻尼 电阻为谐振频率电容阻抗的1/3
1.逆变器侧电感设计 逆变侧电感L1的主要作用是抑制逆变器侧的电流
纹波，因此逆变器电感L1的取值主要由输出最大电 流纹波决定。
国家并网标准中规定电流谐波衰减率d低于5%，故有
L2（21fs1）d2C0.13mh
不同文献对电网侧电感L2的取值不同，一般取L1/L2的比值在 4~6
之间比较合适，取电网侧电感0.4mH。
逆变器侧电感L1=2mh，网侧电感L2=0.4mh，电容C=20uF.计算出LCL
滤波器谐振频率
1f1 0 50 fr0 es 2 1 L L 1 1L 2 L C 22 K 1 2fsw 1K 0
逆变器
网直接并联，减小了电网高频谐波的影响，所以LCL滤波器通常用于
较低开关频率的中大功率场合。但是存在谐振，容易导致系统不稳定，
因此需要增加系统的阻尼
综合考虑，3kw单相并网逆变器采用LCL滤波器
1、投梭力对织造生产的影响
（1）投梭力太小 • 梭子飞行速度较低，出梭口时间较迟，出梭口
时挤压度较大，增加断边、边跳花等疵点。 • 梭子不易打到头，造成下次投梭力不足而轧梭。 • 梭子速度太低，纬纱张力不足，造成无故纬停，
优缺点。
单电感滤波器结构简单，能有效抑制纹波。但是，其高频谐波衰减特
性不够理想，需要较大的电感量才能对谐波进行有效衰减，或者，需
逆变器
电网 要采用较高的开关频率来降低谐波电流，因此，单电感L滤波器通常用
于小功率高开关频率的并网逆变器中
LC 低通滤波器消除开关频率附近的高次谐波。逆变器并网运行时，由
逆变器