LCL型滤波器有源阻尼控制策略分析

“lcl滤波”资料汇总目录一、三相并网逆变器LCL滤波器的研究及新型有源阻尼控制二、微电网中基于LCL滤波器的三相并网逆变器控制策略研究三、LCL滤波器有源阻尼控制机制研究四、带LCL滤波器的并网逆变器单电流反馈控制策略五、LCL滤波器的单相光伏并网控制策略六、LCL滤波的并网逆变系统及其适应复杂电网环境的控制策略三相并网逆变器LCL滤波器的研究及新型有源阻尼控制随着可再生能源的日益普及，并网逆变器在电力系统中的地位愈发重要。

其中，LCL滤波器作为三相并网逆变器的重要部分，对逆变器的性能有着显著影响。

本文将重点探讨LCL滤波器的研究以及新型有源阻尼控制策略。

LCL滤波器由三个电感器和一个电容器组成，其结构使得它具有低通滤波的特性，能够有效地滤除电力电子设备产生的谐波，从而提高并网电流的波形质量。

然而，LCL滤波器也存在固有缺点，如谐振尖峰和阻尼不足等，这些问题可能会影响系统的稳定性和性能。

为了解决LCL滤波器的谐振问题，新型有源阻尼控制策略被提出。

该策略通过引入额外的阻尼电阻和相应控制策略，增强对系统谐振的阻尼效果，从而抑制谐振尖峰，提高系统稳定性。

具体来说，新型有源阻尼控制策略通过实时监测LCL滤波器的状态，当检测到谐振尖峰时，迅速投入阻尼电阻，以增加系统的阻尼，从而抑制谐振。

同时，该策略还采用了先进的控制算法，如PID控制等，以实现精准的控制。

为了验证新型有源阻尼控制策略的有效性，我们进行了一系列实验。

实验结果表明，新型有源阻尼控制策略能够有效地抑制LCL滤波器的谐振尖峰，提高系统的稳定性。

同时，该策略还具有较好的动态响应性能，能够快速地适应系统状态的变化。

本文对三相并网逆变器LCL滤波器进行了研究，并提出了一种新型有源阻尼控制策略。

实验结果表明，该策略能够有效地抑制LCL滤波器的谐振尖峰，提高系统的稳定性。

未来，我们将继续深入研究LCL滤波器和有源阻尼控制策略，以进一步提升电力电子设备和可再生能源系统的性能。

LCL滤波三电平并网逆变器有源阻尼控制关键字：LCL滤波三电平逆变器1 引言随着能源枯竭和环境污染问题的曰益严峻，各国对绿色能源的渴求越来越紧迫，使得光伏并网系统得到了空前发展。

并网逆变器作为连接电池板与电网的核心设备，不仅要完成直流到交流的电能转换，而且要满足各电网公司对并网电能质量提出的要求，其中对电流谐波分量及总谐波畸变率的规定相对严苛。

然而，并网逆变器通常采用高频PWM的电流源控制，会导致并网电流中含有高次谐波。

由于LCL滤波器较L滤波器对高频谐波有更好的衰减特性，因此在光伏并网系统中得到广泛应用。

2 原理与设计2．1 LCL滤波三电平并网逆变器图1为基于LCL滤波的二极管箝位型三电平并网逆变器拓扑结构。

由于在桥臂相电压中含有3个电平，故可输出比传统两电平拓扑更平滑的线电压波形，从而在相同滤波电感量下可得到谐波含量更小的并网电流。

在三电平并网逆变器拓扑中，逆变桥通过LCL滤波器连接到电网，使高频谐波分量衰减更快，进一步改善并网电流质量。

2．2 LCL滤波器有源阻尼控制根据理论分析，可得网侧电流与逆变器桥臂电压函数关系的波特图见图2。

LCL滤波器参数：Ls=1．5 mH，Lt=2 mH，C=25μF；L滤波器参数：L=3．5 mH。

可见，LCL滤波器较L滤波器有更好的高频衰减特性，但却存在谐振问题，会使谐振点附近谐波含量增加，严重时将造成系统不稳定。

为了抑制LCL滤波器的谐振，在工程中通常给电容支路上串联或并联一定值的电阻，利用电阻的阻尼作用来稳定系统。

这种方法简单可靠，不用改变算法，但由于阻尼电阻损耗的存在，会使系统效率有所下降。

另一种方法是通过算法来抑制谐振的有源阻尼控制，如在控制闭环中采用虚拟电阻、超前滞后环节、双带通滤波器、电容支路电压高频分量、遗传算法、虚拟阻尼功率等方法亦可达到抑制效果，并且不会引起系统额外的损耗。

由于虚拟电阻有源阻尼控制法物理意义明确，易于实现，因此得到了一些应用。

电力自动化设备Electric Power Automation EquipmentVol．33No．5May 2013第33卷第5期2013年5月0引言电压源型并网逆变器是当前蓬勃发展的新能源进入电网的接口，用于各种分布式并网发电系统［1］（如光伏发电系统、直驱型风力发电系统、燃料电池系统等）、交流微网中的逆变型接口［2］及直流微网中直流母线与电网的接口［3］等，需求巨大。

为了减轻和限制它们对电网的污染，IEEE Std 929—2000、UL1741等国际标准对并网逆变器的进网电流进行了严格的指标限制［4-5］，包括总谐波含量和单次谐波含量。

结合并网逆变器的实现技术来看，达到开关频率谐波电流抑制指标最为困难，涉及进网滤波器的选择。

进网滤波器结构有L 、LC 和LCL 3种形式，它们的滤波性能和控制特性已有相关文献论述［6］。

从现阶段工业应用情况来看，在小功率并网逆变器中一般采用L 型滤波器，在中、大功率的SPWM 并网逆变器中一般采用LC 型滤波器或带阻尼电阻的LCL 型滤波器［7］，而在学术界备受关注的带有源阻尼AD （Active Damping ）［8-16］环节的LCL 型滤波器在实际应用中较少见，也即现阶段关于LCL 型滤波器AD 技术的研究离规模化应用仍有一段距离。

相比L 型滤波器，LCL 型滤波器为并网逆变器系统引入一对谐振极点，其阻尼比为零且振荡频率较高，威胁并网逆变器控制系统的稳定性［17］。

AD 技术的思想即为引入独立零点或共轭零点对消谐振极点或将共轭极点吸引至稳定区域内并留有一定安全裕度［14］。

已有大量的文献对AD 方法进行了研究，其中Dahono 通过研究阻尼电阻在LCL 型并网逆变器系统传递函数中的作用，利用信号流图变换将实际存在的电阻元件转移至控制器结构中，提出了虚拟电阻的概念［8］，介绍了4种与常用的阻尼电阻方式对应的虚拟电阻实现方式。

增加系统阻尼的另一种方式是通过增加滤波器状态变量反馈来实现：文献［9］提出采用串联超前-滞后模块的滤波电容电压反馈的AD 方法；文献［10］提出基于比例环节的滤波电摘要：为厘清现有LCL 滤波器的有源阻尼方法之间的关系和寻找新的有源阻尼结构，研究了抑制LCL 谐振的有源阻尼方法的综合方法，构造基于反馈的有源阻尼统一分析模型，对采用单状态变量单补偿器反馈的有源阻尼方法进行了系统分析。

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。

基于FPGA的三电平LCL有源滤波器控制策略研究
近年来，随着电力系统中非线性负载的增加，谐波和干扰问题日益突出。

为了有效抑制谐波和提高电力系统的稳定性，有源滤波器成为了一种重要的解决方案。

而三电平LCL有源滤波器作为一种新型的有源滤波器，具有体积小、效率高、抑制谐波能力强等优点，因此备受关注。

在三电平LCL有源滤波器中，控制策略的选择对其性能起着至关重要的作用。

本文基于FPGA（现场可编程门阵列）技术，对三电平LCL有源滤波器的控制策略进行了研究。

首先，本文通过对三电平LCL有源滤波器的工作原理进行分析，明确了其主要构成和工作过程。

然后，针对谐波抑制和系统稳定性的要求，提出了一种改进的控制策略。

在该控制策略中，通过FPGA实现了先进的多电平调制技术，使得有源滤波器能够更好地抑制谐波。

同时，根据系统的实时需求，优化了电流控制环节，提高了系统的稳定性和响应速度。

为了验证该控制策略的有效性，本文进行了实验仿真。

仿真结果表明，所提出的控制策略能够有效地抑制谐波，使得电力系统中的电流波形更加纯净。

同时，系统的稳定性和响应速度也得到了显著提高。

综上所述，本文基于FPGA技术对三电平LCL有源滤波器的控制策略进行了研究。

通过优化控制策略，实现了更好的谐波抑制效果和系统稳定性。

该研究成果具有重要的理论和实际意义，为电力系统的稳定运行和谐波抑制提供了新的思路和方法。

未来的研究方向可以进一步探索控制策略的优化和应用范围的扩大，以满足电力系统中不断增长的需求。

LCL型单相光伏并网逆变器控制策略的研究一、本文概述随着全球能源危机和环境问题的日益严重，可再生能源的利用和开发受到了越来越多的关注。

其中，太阳能光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式，具有广阔的应用前景。

单相光伏并网逆变器作为太阳能光伏发电系统的核心设备之一，其控制策略的研究对于提高光伏发电系统的效率和稳定性具有重要意义。

本文旨在研究LCL型单相光伏并网逆变器的控制策略，以期在提升逆变器性能、优化系统运行方面取得突破。

本文将介绍LCL型单相光伏并网逆变器的基本结构和工作原理，为后续控制策略的研究奠定基础。

本文将重点分析LCL型逆变器的控制策略，包括最大功率点跟踪（MPPT）控制、并网电流控制、无功功率控制等。

在此基础上，本文将探讨如何通过优化控制策略，提高逆变器的效率和稳定性，实现光伏发电系统的优化运行。

本文还将对LCL型单相光伏并网逆变器的并网电流质量、电网适应性等关键问题进行深入研究。

通过理论分析和实验验证，本文将提出一种有效的控制策略，以提高逆变器的并网电流质量，增强其对电网的适应性。

本文将总结研究成果，并对未来的研究方向进行展望。

通过本文的研究，期望能为LCL型单相光伏并网逆变器的控制策略优化提供理论支持和实践指导，推动光伏发电技术的持续发展。

二、LCL型单相光伏并网逆变器的基本原理LCL型单相光伏并网逆变器是一种高效、可靠的电力转换设备，其核心功能是将光伏电池板产生的直流电能转换为交流电能，并使其与电网的电压和频率同步，从而实现对电网的并网供电。

这种逆变器的主要组成部分包括光伏电池板、直流侧电容、LCL滤波器、功率变换器以及控制系统。

在LCL型单相光伏并网逆变器中，LCL滤波器发挥着至关重要的作用。

它由两个电感（L）和一个电容（C）组成，能够有效地滤除功率变换器产生的谐波，提高并网电流的质量。

LCL滤波器的设计需要综合考虑滤波效果、系统成本以及动态响应能力等因素。

功率变换器是逆变器的核心部件，负责将直流电能转换为交流电能。

2008年9月电工技术学报Vol.23 No. 9 第23卷第9期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Sep. 2008 LCL滤波的电压型有源整流器新型主动阻尼控制黄宇淇姜新建邱阿瑞（清华大学电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京 100084）摘要提出一种主动阻尼控制方法，在传统电压空间矢量控制中引入变流器侧电感电压高频分量反馈消除LCL滤波三相电压型有源整流器电流谐振现象。

考虑采样保持、运算和脉宽调制引入的控制延时，建立了包括电流控制和LCL滤波器在内的存在一个采样周期延时的简化离散模型，在z平面分析其稳定性，通过调节反馈系数调整零极点，实现了系统的稳定控制。

为不增加传感器的数量，利用参数估计得到变流器侧电感电压和网侧电压，大大减少了所需的电压/电流传感器的个数。

最后，给出LCL滤波三相电压型有源整流装置的仿真及实验结果，证明了提出的主动阻尼控制及稳定性分析方法的可行性。

关键词：有源整流LCL滤波器主动阻尼被动阻尼电压空间矢量控制中图分类号：TM461A Novel Active Damping Control Scheme for a Three-PhaseActive Rectifier With LCL-FilterHuang Yuqi Jiang Xinjian Qiu Arui（State Key Laboratory of Security Control and Simulation of Power Systems and Large GenerationEquipments Tsinghua University Beijing 100084 China）Abstract A novel active damping control scheme is developed to eliminate stability problems arisen in the current control of a three-phase voltage source active rectifier (VSR) with LCL-filter. A converter side inductance voltage feedback loop is introduced in the traditional voltage oriented control to stabilize VSR. A simplified discrete model including the current control loop and LCL-filter is established with one sample delay, considering time delays induced by S/H (sampling and holding), processing and modulation. The amplification coefficient of the converter side inductance voltage feedback loop is tuned up to change the unstable poles of LCL-filter. Parameter estimate methods are used to remove unnecessary sensors. Simulation and experiment of VSR with LCL-filter demonstrate the proposed active damping control scheme and the stability analyses.Keywords：Active rectifier, LCL-filter, active damping, passive damping, voltage oriented control1引言电压型有源整流器（Voltage Source active Rectifier，VSR）具有直流电压可控，网侧输入电流畸变率低，高功率因数以及能量双向流动等优点[1]，在可再生能源并网发电[2-3]，混合并联型有源电力滤波器[4-5]和统一潮流控制[6-7]等工业领域得到了广泛的应用。

L CL滤波的并网变换器中阻尼电阻影响分析①赵仁德1,赵　强1,李　芳2,王　平1(1.中国石油大学(华东)信息与控制工程学院,东营257061;2.山东科技大学信息与电气工程学院,青岛266510)摘要:为明确L CL滤波的并网变换器中阻尼电阻对系统稳定性、滤波效果及功率损耗的影响,根据三相并网型变换器的数学模型,推导了电流环S域和Z域的传递函数,通过Z域系统极点变化情况分析了阻尼电阻对系统稳定性的影响;根据系统S域传递函数的波特图分析了阻尼电阻对滤波效果的影响;建立了Matlab/ Simulink仿真模型,对系统稳定性和阻尼电阻对功率损耗的影响进行仿真。

由分析可知,对于阻尼电阻选择,应在满足系统稳定性和滤波效果的情况下,尽量降低电阻的阻值。

关键词:阻尼电阻;L CL滤波器;稳定性;滤波效果;功率损耗中图分类号:TM46 文献标志码:A 文章编号:100328930(2009)0620112205Impact of Damping R esistance on G rid Inverter with L CL2f ilterZHAO Ren2de1,ZHAO Qiang1,L I Fang2,WAN G Ping1(1.College of Information and Cont rol Engineering,China University of Pet roleum,Dongying257061,China;2.College of Information and Elect ric Engineering,Shandong U niversity of Scienceand Technology,Qingdao266510,China)Abstract:In order to clarify the influence of the damping resistance on system stability,filtering effect and power loss,the transfer f unction in S and Z domain according to the model of the three2phase voltage grid con2 verter was acquired.This paper has analyzed the damping resitance’s impact on system stability according to the variation of zero2pole in Z domain,and analyzed the filtering effect by the S domain variation of transfer f unc2 tion bode diagram.The filtering effect is analyzed by the variation of transfer f unction bode diagram.The sys2 tem stability and loss of damping resistance was simulated in Matlab/Simulink,which shows that the choice of damping resistors should meet the system stability and filtering effect,and the resistance value should be re2 duced.K ey w ords:damping resistance;L CL2filter;stability;filtering effect;power loss 三相电压型脉宽调制PWM(p ulse widt h modulation)并网变换器在风能、太阳能等可再生能源并网发电系统中得到广泛应用[1]。