專利名稱：一種光伏并網(wǎng)與有源濾波統(tǒng)一控制的lcl濾波器的設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的LCL濾波器，更具體的說，尤其涉及一種光伏并網(wǎng)與有源濾波統(tǒng)一控制的LCL濾波器的設(shè)計方法。
背景技術(shù)：
太陽能以其取之不盡、用之不竭的優(yōu)點成為最具發(fā)展?jié)摿Φ男履茉粗唬怨夥l(fā)電等新能源為代表的分布式電源正逐漸從獨立系統(tǒng)朝大規(guī)模并網(wǎng)方向發(fā)展。但光伏發(fā)電出力受天氣變化影響而具有間歇性與不確定性的特點，使得光伏并網(wǎng)逆變器的利用率僅為20%左右。另一方面，當(dāng)代電力系統(tǒng)中大量非線性負(fù)載的使用，導(dǎo)致電網(wǎng)特別是遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的電網(wǎng)末梢電能質(zhì)量下降。而光伏并網(wǎng)系統(tǒng)與并聯(lián)型有源電力濾波器(Active PowerFilter,APF)在結(jié)構(gòu)與控制上是相似的，為提高光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的利用率，并提高電力系統(tǒng)電能質(zhì)量，帶有源濾波功能的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的研究引起廣泛關(guān)注。目前帶有源濾波功能的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中多采用單L濾波器，但其高頻衰減能力有限，導(dǎo)致電網(wǎng)電流中的開關(guān)次諧波含量較高，會對較為敏感的負(fù)荷產(chǎn)生電磁干擾及損耗，需要額外配備高頻濾波器。大型光伏電站要求光伏并網(wǎng)系統(tǒng)能向電網(wǎng)注入一定量的無功功率，現(xiàn)有研究表明在大功率場合，LCL濾波器更適合應(yīng)用。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)與有源濾波器的統(tǒng)一控制可實現(xiàn)光伏系統(tǒng)對電網(wǎng)有功的注入并注入一定的無功，其入網(wǎng)電流含有諧波和基波。LCL濾波器能夠有效地抑制高次諧波分量進(jìn)入電網(wǎng)，但在基波應(yīng)用(如光伏并網(wǎng))的場合或諧波應(yīng)用(如有源濾波 )的場合中，LCL濾波器的參數(shù)設(shè)計方法是不同的，目前對LCL濾波器的設(shè)計多為單獨的并網(wǎng)系統(tǒng)或單獨的有源濾波器應(yīng)用場合，雖然文獻(xiàn)提及可在帶APF功能的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中采用LCL濾波器，但并無進(jìn)一步深入研究。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述提出的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠同時符合基波與諧波共同作用的光伏并網(wǎng)與有源濾波統(tǒng)一控制的LCL濾波器的設(shè)計方法。為了解決以上提出的問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:一種光伏并網(wǎng)與有源濾波統(tǒng)一控制的LCL濾波器的設(shè)計方法，該設(shè)計方法包括以下步驟，(I)、確定所述LCL濾波器的總電感值Lt，其中:LT = L^Li, Ls、Li分別為LCL濾波器電網(wǎng)側(cè)和逆變器側(cè)電感值；其具體包括，當(dāng)LCL濾波器應(yīng)用于基波場合時，確定所述LCL濾波器的總電感值Ln為:
權(quán)利要求
1.一種光伏并網(wǎng)與有源濾波統(tǒng)一控制的LCL濾波器的設(shè)計方法，其特征在于:該設(shè)計方法包括以下步驟， (1)、確定所述LCL濾波器的總電感值Lt，其中:LT= Ls+Li； Ls、Li分別為LCL濾波器電網(wǎng)側(cè)和逆變器側(cè)電感值；其具體包括， 當(dāng)LCL濾波器應(yīng)用于基波場合時，確定所述LCL濾波器的總電感值Ln為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏并網(wǎng)與有源濾波統(tǒng)一控制的LCL濾波器的設(shè)計方法，其特征在于:根據(jù)上述步驟(I)、⑵以及⑶中的總電感值Lt、濾波電容值Cf以及諧振頻率fres的約束條件，然后再進(jìn)行如下步驟: (4)、由上述約束條件確定總電感值Lt以及濾波電容Cf的上限值； (5)、將LCL濾波器電網(wǎng)側(cè)電感Ls與濾波電容Cf視為一個二階濾波器，設(shè)定并網(wǎng)逆變器輸出電流在開關(guān)頻率附近的諧波具有_20dB的衰減，在開關(guān)頻率處的諧波的衰減比不超過.0.1，可確定如下表達(dá)式:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏并網(wǎng)與有源濾波統(tǒng)一控制的LCL濾波器的設(shè)計方法，其特征在于:在所述步驟(2)中，當(dāng)LCL濾波器應(yīng)用于諧波場合時，確定所述LCL濾波器的總電感值Lt2的具體過程: 取三相橋式整流電路作為負(fù)載諧波源來分析，并假設(shè)帶APF功能的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)能夠補償負(fù)載中所產(chǎn)生的25次以內(nèi)的諧波電流，從而確定所述LCL濾波器的總電感值Lt2為:
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏并網(wǎng)與有源濾波統(tǒng)一控制的LCL濾波器的設(shè)計方法，其特征在于:所述步驟(7)中是通過編程的方式確定Lp Ls、Cf及的準(zhǔn)確值。
全文摘要
本發(fā)明公開一種光伏并網(wǎng)與有源濾波統(tǒng)一控制的LCL濾波器的設(shè)計方法，其包括以下步驟(1)、確定所述LCL濾波器的總電感值LT；(2)、確定所述LCL濾波器的濾波電容值Cf；(3)、確定所述LCL濾波器的諧振頻率fres。本發(fā)明基于光伏并網(wǎng)系統(tǒng)與有源濾波的統(tǒng)一控制，入網(wǎng)電流有基波和諧波，綜合考慮了基波與諧波控制應(yīng)用的約束條件，設(shè)計了LCL濾波器，經(jīng)驗證后表明該LCL濾波器能有效抑制開關(guān)頻率以及高次諧波，結(jié)合建?？刂?，能得到滿意的光伏并網(wǎng)效果，并適當(dāng)?shù)难a償了電網(wǎng)需求的無功。
文檔編號H02J3/01GK103078321SQ20131000011
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月4日
發(fā)明者李長佶, 楊藝云, 司傳濤, 周柯, 肖園園, 張閣, 周林, 郭珂, 廖波 申請人:廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院, 重慶大學(xué)