
滤波器设计的必要性:
逆变器输出电压中含有丰富的高频开关谐波,抑制并网电流谐波,需要加入一个高频滤波器,而LCL滤波器效果相比于L滤波器效果更好,因此在逆变器和电网中间添加一个LCL型逆变器。
滤波器设计需要的参数:
逆变器直流侧电压、额定功率、电网电压及频率、载波频率(调制方式基于载波调制)
降低逆变器一侧的电流纹波;限制滤波电容的无功功率;抑制并网电流单次谐波;降低LCL滤波器的谐振点;
确定逆变器和电网参数、设计逆变器桥臂侧电感、设计电网侧电容、设计电网侧电感、设计阻尼电阻
通过分析一个载波周期内电流的最大变化量,对逆变器桥臂侧的电感设计进行限制。

根据L的上下范围取逆变器桥臂侧电感
由于电容接入,伴随着无功功率的产生,因此需限制电容的容值,降低开关管损耗。

根据C的最大值选择滤波电容的容值
三相桥逆变器的桥臂电压谐波主要存在于载波频率正负n次基波频率附近,在载波为10k,基波为50Hz时,谐波频率主要在9.8k、9.9k、10.1k、10.2kHz附近。
根据并网标准中对入网电流的谐波限制,电网侧电感得到限制。

根据网侧电感的最小值确定网侧电感。
在电容一侧串入一个电阻

根据以上四个参数的设计,可以实现并网LCL滤波器的设计。
举例说明:
| 逆变器参数 | ||||
|---|---|---|---|---|
| 直流侧电压 | 额定功率 | 电网电压 | 电网频率 | 载波频率 |
| 700V | 20kW | 380V | 50Hz | 10k |
根据逆变器参数可以计算出LCL的参数为:1mH、20uF、300uF、3.18Ω
进而绘制出LCL滤波器的波特图为

具体实现程序可参考下载专栏- LCL参数设计- MATLAB程序
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