光伏并网逆变器LCL滤波器参数设计方法

孔令霞，王维庆，王海云

(新疆大学电气工程学院，新疆 乌鲁木齐市 830047)

1 引言

随着化石能源的短缺，太阳能和风能等可再生能源的利用得到了广泛关注[1]，而以光伏发电为代表的发电方式是清洁能源发电的重要组成部分。在新能源发电并网系统中，滤波器是连接并网逆变器和电网的重要元件。LCL滤波器因其滤波性能好，开关损耗小，成本低，体积小等优点而被广泛应用于光伏并网逆变系统[2-4]。LCL滤波器参数设计合理与否，直接影响滤波效果、滤波器体积和电网的稳定性。新能源并网逆变系统对并网点处的入网电流有严格的并网标准，故LCL滤波器参数设计是否有效可依据并网点处的入网电流是否满足并网要求来判断[5]。其中并网点处电流总谐波畸变率(total harmonic distortion，THD)是衡量并网电流是否满足并网要求的重要指标[6-7]。而LCL滤波器的参数设计过程比较复杂，这也使得其参数设计成为研究热点[8]。

为了节约LCL滤波器的成本，减小其体积，文献[9]所提的LCL滤波器参数设计方法通过分析逆变器侧谐波产生的原因，计算各次谐波，并建立THD估算模型，期望以并网电流的谐波畸变率为目标设计滤波器各参数值，该方法没有严密的数学推导，且多依赖于经验，对实际工程中LCL光伏并网滤波器的设计可借鉴性不强。文献[10]所提方法从LCL滤波器逆变器侧电流纹波产生机理出发，推导出逆变器侧电感计算公式，再根据入网电流质量要求的各次谐波的限制指标以及网侧电感和电容器储能最小为目标，确定网侧电感和滤波电容的参数值，然后通过硬性约束条件反复校验和修正才能得到理想的各参数值。……