配电网STATCOM输出LCL滤波器特性分析及参数设计

王存平 尹项根 张 哲 文明浩

（华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室 武汉 430074）

1 引言

静止同步补偿器（STATCOM）是一种维持系统电压稳定、提高电能质量的重要电力电子设备，近年来得到迅速发展[1-2]。STATCOM的发展方向主要有两个:一是用于高压输电网中的高压大功率STATCOM 技术；二是适用于配电网中的 DSTATCOM技术。D-STATCOM技术受到越来越广泛的重视，目前对于D-STATCOM的研究主要集中在主电路拓扑结构[3]及多目标控制策略方面[4-5]，对于其输出滤波器参数设计的研究比较少。

LC与LCL滤波器在APF及其他并网逆变器中得到了广泛应用[6-8]，与单电感 L滤波器相比，LC与LCL滤波器减小了电感值，并且具有较好的滤波效果[9]。本文指出，LCL与 LC滤波器在结构上是可以等效的，只是LCL滤波器增大了电网侧电感，从而减小了注入电网电流的开关谐波含量，并且减小了网侧电感变化造成的影响，所以，LCL滤波器比LC滤波器具有更好的性能。

滤波器参数设计是一个复杂的问题，需要考虑许多因素，本文分析了LCL滤波器参数对滤波电感基波压降、STATCOM无功调节能力、开关谐波电流衰减度等方面的影响，并提出依据这几方面设计滤波器参数的方法；另外，本文在滤波器电容支路阻尼电阻上并联一个小电感，减少了滤波器的功耗。最后通过无功谐波负载仿真验证，表明所设计的滤波器参数具有很好的效果。

2 LCL滤波器特性分析

采用LCL输出滤波器的STATCOM装置结构如图 1所示，其中，us表示电网电源电压，Zs表示电源及线路阻抗，T是配电变压器，ZL表示负载阻抗。……