带LC滤波的三相逆变器的比例谐振控制

技术与应用2013年第1期 59带LCL 滤波的并网逆变器的比例谐振控制刘鹏飞 卓 菡（福州大学电气工程与自动化学院，福州 3501085）摘要 并网逆变器需要及时跟踪电网电压，同时输出电压也要达到规定指标。

目前已有多种并网逆变控制方法，均可以达到较好的控制效果。

在静止坐标系下，比例谐振（PR ）控制算法可以实现无静差跟踪控制，同时PR 控制算法可以方便地实现谐波补偿。

相比其他几种算法，PR 控制算法简单，所需计算量小，有极大的应用前景。

关键词：比例谐振控制；并网逆变器；LCL 滤波器Proportional-Resonant Control of a Grid Connected Inverter with LCL FilterLiu Pengfei Zhuo Han(Fuhzhou University Department of Electric and Automatic Control, Fuzhou 350108)Abstract Grid connected inverter’s output current waveform ought to be synchronized with the grid voltage, and must also meet with industrial standards. Nowadays, we have many control methods to do this with acceptable performance. Recently, a new proportional-resonant control method has been proposed. Running under stationary reference frame, it is able to regulate AC signals without static error. And harmonic compensation is quite simple using a PR controller. With its simplicity, PR control algorithm needs less calculation and can be widely used.Key words ：proportional-Resonant Control ；grid connected inverter ；LCL filter近年来，随着新能源发电越来越受到重视，对并网逆变技术的研究也多了起来。

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。

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。

lc滤波的三相桥式整流谐波电流的计算方法1概述三相桥式整流电路应用广泛，常用于交直流的变换，当该电路出现整流谐波电流时，滤波技术便被应用于电路中去降低或消除整流谐波电流。

滤波技术最常用的是LC滤波技术，其原理非常简单，但计算过程也非常复杂，因此在进行计算时，必须充分了解三相桥式整流谐波电流的LC滤波方法。

2LC滤波原理LC滤波其实是一种电容与线性功率阻抗器结合的技术，其目的是把不同频率的振荡信号分离开来，在一个给定频率带的内部应用电容到磁心的线圈时，它能把有害的谐波成分屏蔽到特定的低频率组中，从而达到降噪的目的，并且把有用的电力量输出到目标设备上去。

3计算方法要计算三相桥式整流谐波电流经过LC滤波处理后的电流，需要计算其两个侧面，一个是大功率电路中电容电抗谐滤后串联负载电流时候的谐波电流，另一个是线性功率阻抗器吸收谐波电流时的谐波电流，同样也需要研究器件在什么频率的谐振时的电流情况。

首先，针对大功率电路中的电容电抗谐滤后，串联负载电流含有的谐波电流，可以分析谐波电流的大小，公式如下：$$I_{mh}=\frac{KVm}{\sqrt{3}CF_B}\sqrt{\frac{3I_{rms}^2}{8R_L}}$$$$K为整流谐振因子，Vm为滤波电容额定电压，C为功率因数，FB为频率带内器件变化系数，RL为负载电阻，Irms为串联负载电流的有效值。

其次，电路中的线性功率阻抗器可以吸收谐波电流，线性功率阻抗器在谐振时，它的电流与绕组电感和电容之间关系，公式如下：$$I_z=\frac{V_{ac}}{2XL}$$其中Vac为入射波形有效值，XL为增强器的频率带内变化系数。

4结论通过上述分析，可以明确三相桥式整流谐波电流的LC滤波方法，它能有效地降低谐波电流，使单相负荷能够获得稳定和良好的运行状态。

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摘要：随着新能源的快速发展，光伏发电在能源领域得到了广泛应用。

三相并网逆变器作为光伏发电系统中的关键设备之一，在发电系统中起到了将直流能量转换为交流能量并并网供电的关键作用。

然而，由于逆变器产生的谐波和滞后因素，不可避免地会对电网和其他电气设备造成不良影响。

因此，本文针对三相并网逆变器的LCL滤波特性进行了分析，并对其控制策略进行了研究。

关键词：三相并网逆变器；LCL滤波器；谐波；滞后；控制策略1. 引言光伏发电系统是目前广泛应用于新能源领域的一种发电方式，其具有环保、可再生等优点。

而三相并网逆变器则是实现光伏发电系统与电网连接的核心设备之一。

然而，逆变器产生的谐波和滞后问题对电网及其他电气设备等造成了一定的负面影响。

因此，提高逆变器的滤波特性并研究相应的控制策略具有重要的理论和实际意义。

2. LCL滤波器原理及特性LCL滤波器由电感L、电容C和电感L组成，其结构简单、成本相对较低，并且能够较好地抑制谐波和滞后现象。

在逆变器中引入LCL滤波器可以有效改善电流波形，减小谐波含量，保护电网和其他电气设备的稳定性。

3. 三相并网逆变器LCL滤波特性分析本文建立了三相并网逆变器与LCL滤波器的数学模型，并通过数值仿真和实验验证，分析了LCL滤波器在不同工作频率下的谐波衰减特性和电压波形。

4. 三相并网逆变器LCL滤波器控制策略研究针对三相并网逆变器LCL滤波器的工作特点和需求，本文提出了一种基于模糊控制的滤波器控制策略。

该策略根据电网电压和逆变器输出电压的差值，通过模糊控制器调节滤波器的谐波衰减能力，以实现对电网电压的高质量输出。

5. 实验及结果分析本文设计了实验平台，并对所提出的控制策略进行了验证。

实验结果表明，采用LCL滤波器和基于模糊控制的控制策略，能够有效抑制谐波并保持电网电压的稳定性。

6. 结论本文对三相并网逆变器的LCL滤波特性进行了分析，并提出了基于模糊控制的滤波器控制策略。