申请/专利权人：山东电工电气集团有限公司;山东电工电气集团数字科技有限公司;山东电力设备有限公司

申请日：2021-11-18

公开（公告）日：2024-04-05

公开（公告）号：CN114070025B

主分类号：H02M1/12

分类号：H02M1/12;H02M7/483;G06F30/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.05#授权;2024.03.26#专利申请权的转移;2022.03.08#实质审查的生效;2022.02.18#公开

摘要：本发明提出一种基于模糊控制T型三电平PCS的可调LCL滤波器优化设计方法，为了尽量减小LCL滤波器体积，使用交流侧隔离变压器的漏感来代替LCL滤波器交流侧电感；建立滤波器模型、求解传递函数并建立函数明确限制条件，通过限制条件设计参数计算模块，参数计算模块根据采集的相关值计算得LCL滤波器的参数，与实际经验值结合确定实际参数，设计的滤波电容与滤波电感为可调电容与电感，能够根据实际输出功率的变化对滤波器参数进行一定调整，可以进一步提高入网电能质量。本设计方法简单、目的明确，使复杂的滤波器设计过程简单化，而且可以根据输出功率变化进一步优化滤波器参数，使得入网谐波含量进一步降低，同时降低损耗。

主权项：1.T型三电平储能变流器可调LCL滤波器优化设计方法，其特征在于：包括以下步骤：S01、构建滤波器模型，滤波器模型为LCL滤波器，包括A、B、C三相，均含PCS变流器侧电感、网侧电感和滤波电容，滤波电容的一端连接变流器侧电感和网侧电感之间的连接点，另一端接地或者连接对应的网侧电感与电网或者负载之间的连接节点；LCL滤波器的一端对应连接到PCS的三相交流源的三相输出端，另一端对应连接电网或者负载的三相输入端；S02、求解传递函数，所述的传递函数分别为变流器电压到网侧电流增益Gigs和变流器电压到变流器侧电流增益Gi1s， 其中，ig为网侧电流，i1为变流器侧电流，us为变流器侧电压，L1为变流器侧电感，Lg为网侧电感，La为总电感，Cs为滤波电容，s为拉普拉斯变换后的代数；S03、明确限制条件，限制条件包括谐振角频率fr、总电感La、滤波电容Cs、变流器侧电感与网侧电感比值M，A、谐振角频率，根据控制器的设计方便性和滤波器的电流谐波衰减系数选择谐振角频率范围为： 其中f1为基波频率，fr为谐振频率，fs为开关频率；B、总电感，利用传统的整流器的电感参数设计方法来设计滤波器的总电感量为： 其中Udc为直流侧电压，Em为电网侧电压，Im为电网侧电流，ω为电网侧角频率；C、滤波电容，考虑滤波电容产生的无功功率的大小以及对滤波的阻抗大小，滤波电容选取为： 其中Pn为变流器额定功率，E为电网侧电压有效值，λ为滤波电容吸收的基波无功功率相对变流器额定功率的大小，f1为基波频率；D、变流器侧电感与网侧电感比值，在保持滤波电容值不变的情况下，变流器侧电感与网侧电感均分总滤波电感量时，滤波器有最佳的滤波效果，但考虑到逆变桥纹波电流由L1决定,而较高的纹波电流将导致功率模块和电感有较大的损耗，M取值范围为： S04、谐波分析，谐波抑制电阻Rf为：将变流器电压到网侧电流增益进行傅里叶展开，求得各次谐波电压的大小，发现谐波分量集中在附近，且在开关频率ωs处有谐波含量最大值，经过计算得： 其中In为电网侧额定电流，Hgs为变流器电压到网侧电流增益Gigs在谐波含量最大时的值，uss为变流器侧电压us在谐波含量最大时的值，igs为网侧电流ig在谐波含量最大时的值；S04、构建函数，对变流器电压到网侧电流增益的模和变流器压到逆变器侧电流增益的模进行变换可得： 令Kn＝ωrωn，将上式进行简化， 将H1n和Hgn的比值定义为Nn： 定义函数： 其中Ks含义与Kn相同，Ns含义与Nn相同，Csmax为滤波电容的最大值；S05、参数范围确定，代入选定的储能变流器运行相关参数，使用隔离变压器漏感代替网侧电感，将其值代入限制条件确定可选区域，在可选区域中选择成本最低的KS与Ns值，代回构建的函数求解滤波器各参数值。

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