基于双谐振滤波器的三相并网逆变系统的利记博彩app
【专利摘要】本发明公开了一种基于双谐振滤波器的三相并网逆变系统，解决了现有的并网逆变滤波系统存在的有功损耗大和对高频谐波滤波效果提升不明显的问题。包括直流电源（1）的输出端与三相逆变器（2）的输入端连接，三相逆变器（2）的输出端通过双谐振滤波器（4）与三相交流电网（3）连接，三相双谐振滤波器（4）的逆变器侧电感器与单相逆变器（2）的输出端连接，三相双谐振滤波器（4）的网侧电感器与单相交流电网（3）连接，在三相双谐振滤波器（4）的逆变器侧电感器与网侧电感器连接点上连接有星形接法的两组三相谐振支路。有效降低了分布式电源并入电网时对电网的谐波污染。
【专利说明】
基于双谐振滤波器的H相并网逆变系统
技术领域
[0001] 本发明设及一种太阳能发电与现有交流电网进行并网时使用的一种并网逆变系 统，特别设及一种能有效滤掉=相并网逆变器所产生的高频开关谐波的并网逆变系统。
【背景技术】
[0002] 在将分布式直流电源与现有=相电网进行并网时，=相并网逆变器是作为分布式 电源与电网连接的主要接口，为不可缺少的部件。=相并网逆变器是通过脉宽调制将直流 电逆变成=相交流电的。=相并网逆变器在完成脉宽调制过程中，会不可避免地产生不同 频率的高频开关谐波，运部分高频开关谐波会随着并网进入到现有电网，对电网产生严重 的高频谐波污染。高频谐波会造成旋转电机和变压器过热，使电力电容器组工作不正常，甚 至造成热击穿损坏，因此，必须采取有效的措施来消除电网中的高次谐波。为了解决高频谐 波污染问题，一般是在=相逆变器与电网之间增加输出滤波器对高频谐波进行滤波处理， 常采用的输出滤波器为/XI滤波器。但由于=相并网逆变器的调制波形所产生的谐波电压 主要集中在=相并网逆变器的开关频率A附近，W及二倍开关频率2A附近，ZCZ滤波器对开 关频率A附近和二倍开关频率2A附近的电压谐波的衰减能力非常有限。为了克服运一缺 点，有人采用了双谐振滤波器，用并联的两个化C串联谐振支路替代ZCZ滤波器中的电容支 路。在该电容支路中加入阻尼电阻7?是基于对双谐振滤波器的谐振尖峰进行抑制，但带来了 整个逆变系统有功损耗增大的缺陷和对开关频率Zi附近，W及二倍开关频率2/i附近谐波的 滤波效果提升抑制的问题。此外，网侧电感和逆变器侧电感与容性/^^皆振支路产生串联谐 振会导致双谐振滤波器的谐振尖峰产生。通常在设计该化C串联谐振支路时，其中一个支路 的/^6#数通常是根据滤除开关频率附近的谐波来设计的，另一个支路的/^6#数是根据滤除 二倍开关频率附近谐波来设计的，传统设计方案中由于不考虑两个并联支路的电容值比 例，存在双谐振滤波器的谐振尖峰位置不确定的缺陷，导致谐振尖峰会出现在双谐振滤波 器逆变系统的控制带宽之内，不仅容易放大并网高频谐波电流，也会导致控制系统不稳定。 此外，对于=相并网逆变器的双谐振滤波器，=相Z幻皆振支路的各相参数不可能完全对称， 会影响滤波效果，同样会在输出电流中引入负序电流，导致各相输出电流崎变不对称。
【发明内容】
[0003] 本发明提供了一种基于双谐振滤波器的=相并网逆变系统，解决了现有的并网逆 变滤波系统存在的有功损耗大和对高频谐波滤波效果提升不明显的技术问题。
[0004] 本发明是通过W下技术方案解决W上技术问题的： 一种基于双谐振滤波器的=相并网逆变系统，包括直流电源、=相逆变器、=相双谐振 滤波器和=相交流电网，在直流电源的输出端上并联有稳压电容，直流电源的输出端与= 相逆变器的输入端连接在一起，=相逆变器的输出端通过=相双谐振滤波器与=相交流电 网连接在一起，=相双谐振滤波器的逆变器侧A相电感器与=相逆变器的A相输出端连接在 一起，=相双谐振滤波器的A相网侧电感器与=相交流电网的A相母线连接在一起，=相双 谐振滤波器的逆变器侧B相电感器与=相逆变器的B相输出端连接在一起，=相双谐振滤波 器的B相网侧电感器与=相交流电网的B相母线连接在一起，=相双谐振滤波器的逆变器侧 C相电感器与=相逆变器的C相输出端连接在一起，=相双谐振滤波器的C相网侧电感器与 =相交流电网的C相母线连接在一起;在=相双谐振滤波器的逆变器侧A相电感器与=相双 谐振滤波器的A相网侧电感器的连接点上连接有由A相开关频率滤波电容器与A相开关频率 滤波电感器串联组成的第一 A相谐振支路，在=相双谐振滤波器的逆变器侧B相电感器与= 相双谐振滤波器的B相网侧电感器的连接点上连接有由B相开关频率滤波电容器与B相开关 频率滤波电感器串联组成的第一 B相谐振支路，在=相双谐振滤波器的逆变器侧C相电感器 与=相双谐振滤波器的C相网侧电感器的连接点上连接有由C相开关频率滤波电容器与C相 开关频率滤波电感器串联组成的第一 C相谐振支路，第一 A相谐振支路、第一 B相谐振支路和 第一 C相谐振支路是连接成星形连接电路结构的;在=相双谐振滤波器的逆变器侧A相电感 器与=相双谐振滤波器的A相网侧电感器的连接点上连接有由A相第二开关频率滤波电容 器与第二A相开关频率滤波电感器串联组成的第二A相谐振支路，在=相双谐振滤波器的逆 变器侧B相电感器与=相双谐振滤波器的B相网侧电感器的连接点上连接有由第二B相开关 频率滤波电容器与第二B相开关频率滤波电感器串联组成的第二B相谐振支路，在=相双谐 振滤波器的逆变器侧C相电感器与=相双谐振滤波器的C相网侧电感器的连接点上连接有 由第二C相开关频率滤波电容器与第二C相开关频率滤波电感器串联组成的第二C相谐振支 路，第二A相谐振支路、第二B相谐振支路和第二C相谐振支路是连接成星形连接电路结构 的。
[0005] =相双谐振滤波器的A相开关频率滤波电容器的电容容值与A相第二开关频率滤 波电容器的电容容值的比值为1:10-1: 20;=相双谐振滤波器的B相开关频率滤波电容器的 电容容值与B相第二开关频率滤波电容器的电容容值的比值为1:10-1:20。=相双谐振滤波 器的C相开关频率滤波电容器的电容容值与C相第二开关频率滤波电容器的电容容值的比 值为 1:10-1:20。
[0006] =相双谐振滤波器的开关频率滤波电容器的电容容值与二倍开关频率滤波电容 器的电容容值的最优比值为1:12。
[0007] =相双谐振滤波器(4)的开关频率谐振专路的不对称度（为：
其中A取a或促gc，心差A相开关频率谐振支路的电感值，Ca是A相开关频率谐振支路的 电容值厶差B相开关频率谐振支路的电感值，Ca是B相开关频率谐振支路的电容值，心是C相 开关频率谐振支路的电感值，C。是C相开关频率谐振支路的电容值;不对称度指标幼、于8%， 既能保证各相滤波效果，又能减轻输出电流不对称问题。
[0008] 按照下式计算二倍开关频率谐振支路的不对称度指标r如下：
其中A取a或促gc，心屋A相二倍开关频率谐振支路的电感值必是A相二倍开关频率谐 振支路的电容值心差B相二倍开关频率谐振支路的电感值，Ca是B相二倍开关频率谐振支路 的电容值，心是C相二倍开关频率谐振支路的电感值，C。是C相二倍开关频率谐振支路的电容 值;不对称度指标小于8%，既能保证各相滤波效果，又能减轻输出电流不对称问题。
[0009] 本发明大大加强了=相双谐振滤波器的高频开关滤波效果，并减小了=相并网逆 变系统的有功损耗，有效降低了分布式电源并入电网时对=相电网的谐波污染。
【附图说明】
[0010] 图1是本发明的电路结构示意图； 图2是本发明的滤波输出电流波形图。
【具体实施方式】
[0011] 下面结合附图对本发明进行详细说明： 一种基于双谐振滤波器的=相并网逆变系统，包括直流电源1、=相逆变器2、=相双谐 振滤波器4和=相交流电网3,在直流电源1的输出端上并联有稳压电容G。，直流电源1的输 出端与=相逆变器2的输入端连接在一起，=相逆变器2的输出端通过=相双谐振滤波器4 与S相交流电网3连接在一起，立相双谐振滤波器4的逆变器侦财目电感器Zia与S相逆变器2 的A相输出端连接在一起，立相双谐振滤波器4的A相网侧电感器Zga与S相交流电网3的A相 母线连接在一起己相双谐振滤波器4的逆变器侦化相电感器1化与^相逆变器2的財目输出端 连接在一起，=相双谐振滤波器4的B相网侧电感器Zgb与=相交流电网3的B相母线连接在一 起，S相双谐振滤波器4的逆变器侦UC相电感器Zic与S相逆变器2的讨目输出端连接在一起， =相双谐振滤波器4的C相网侧电感器Zgc与=相交流电网3的C相母线连接在一起;在=相双 谐振滤波器4的逆变器侦UA相电感器Zia与S相双谐振滤波器4的A相网侧电感器Zga的连接点 上连接有由A相开关频率滤波电容器Cla与A相开关频率滤波电感器Lla串联组成的第一 A相 谐振支路，在=相双谐振滤波器4的逆变器侧B相电感器Zib与=相双谐振滤波器4的B相网侧 电感器的连接点上连接有由B相开关频率滤波电容器Qb与B相开关频率滤波电感器Ub 串联组成的第一 B相谐振支路，在=相双谐振滤波器4的逆变器侧C相电感器Zic与=相双谐 振滤波器4的C相网侧电感器Zgc的连接点上连接有由C相开关频率滤波电容器Clc与C相开关 频率滤波电感器Llc串联组成的第一 C相谐振支路，第一 A相谐振支路、第一 B相谐振支路和 第一 C相谐振支路是连接成星形连接电路结构的；在=相双谐振滤波器4的逆变器侧A相电 感器公3与；相双谐振滤波器4的A相网侧电感器Zga的连接点上连接有由A相第二开关频率 滤波电容器C2a与第二A相开关频率滤波电感器L2a串联组成的第二A相谐振支路，在=相双 谐振滤波器4的逆变器侧B相电感器Zib与=相双谐振滤波器4的B相网侧电感器Zgb的连接点 上连接有由第二B相开关频率滤波电容器C2b与第二B相开关频率滤波电感器L2b串联组成 的第二B相谐振支路，在=相双谐振滤波器4的逆变器侧C相电感器Zic与=相双谐振滤波器4 的C相网侧电感器Zgc的连接点上连接有由第二C相开关频率滤波电容器C2c与第二C相开关 频率滤波电感器L2c串联组成的第二C相谐振支路，第二A相谐振支路、第二B相谐振支路和 第二讨目谐振支路是连接成星形连接电路结构的。本发明将现有技术的化C串联谐振支路中 的阻尼电阻7?去掉，充分滤除开关频率A附近和二倍开关频率2A附近的电压谐波，大大增强 滤波器的高频滤波效果，还会减少单相并网逆变系统的有功损耗，提高单相并网逆变系统 的效率。
[0012] =相双谐振滤波器4的A相开关频率滤波电容器Cla的电容容值与A相第二开关频 率滤波电容器C2a的电容容值的比值为1:10-1: 20;=相双谐振滤波器4的B相开关频率滤波 电容器Qb的电容容值与B相第二开关频率滤波电容器C2b的电容容值的比值为1:10-1:20。 =相双谐振滤波器4的C相开关频率滤波电容器Clc的电容容值与C相第二开关频率滤波电 容器C2c的电容容值的比值为1:10-1:20。=相双谐振滤波器的开关频率滤波电容器的电容 容值与二倍开关频率滤波电容器的电容容值的比值为1:10到1: 20;开关频率滤波电容器的 电容容值与二倍开关频率滤波电容器的电容容值的比值为1:10时的谐振频率一般为当其 比值为1:1时的2倍，能够将双谐振滤波器的谐振尖峰频率大大提高，超出一般控制器的控 制带宽，使得谐振尖峰不会对于控制系统产生影响。
[0013] =相双谐振滤波器4的开关频率滤波电容器的电容容值与二倍开关频率滤波电容 器的电容容值的比值为1:12;既能够保证双谐振滤波器的谐振尖峰超出一般控制器的控制 带宽，又能保证双谐振滤波器的高频滤波效果。
[0014] 按照下式计算开关频率谐振支路的不对称度指标度日下：
其中A取a或促gc，心差A相开关频率谐振支路的电感值，Ca是A相开关频率谐振支路的 电容值厶差B相开关频率谐振支路的电感值，Ca是B相开关频率谐振支路的电容值，心是C相 开关频率谐振支路的电感值，C。是C相开关频率谐振支路的电容值;不对称度指标幼、于8%， 既能保证各相滤波效果，又能减轻输出电流不对称问题。
[0015] 按照下式计算二倍开关频率谐振支路的不对称度指标r如下：
其中A取a或促gc，心屋A相二倍开关频率谐振支路的电感值必是A相二倍开关频率谐 振支路的电容值心差B相二倍开关频率谐振支路的电感值，G是B相二倍开关频率谐振支路 的电容值，心是C相二倍开关频率谐振支路的电感值，C。是C相二倍开关频率谐振支路的电容 值;不对称度指标小于8%，既能保证各相滤波效果，又能减轻输出电流不对称问题。
【主权项】
1. 一种基于双谐振滤波器的Ξ相并网逆变系统，包括直流电源（1)、Ξ相逆变器(2)、Ξ 相双谐振滤波器(4 )和Ξ相交流电网（3 )，在直流电源（1)的输出端上并联有稳压电容（Cdc)， 直流电源（1)的输出端与Ξ相逆变器(2)的输入端连接在一起，Ξ相逆变器(2)的输出端通 过Ξ相双谐振滤波器(4)与Ξ相交流电网（3)连接在一起，其特征在于，Ξ相双谐振滤波器 (4)的逆变器侧A相电感器(Zia)与Ξ相逆变器(2)的A相输出端连接在一起，Ξ相双谐振滤波 器(4)的A相网侧电感器(183)与；相交流电网（3)的A相母线连接在一起，Ξ相双谐振滤波器 (4)的逆变器侧B相电感器(Zib)与Ξ相逆变器(2)的B相输出端连接在一起，Ξ相双谐振滤波 器(4)的B相网侧电感器）（Zgb)与Ξ相交流电网（3)的B相母线连接在一起，Ξ相双谐振滤波 器(4)的逆变器侦UC相电感器(心)与；相逆变器(2)的讨目输出端连接在一起，Ξ相双谐振滤 波器(4)的C相网侧电感器(^；。)与立相交流电网（3)的讨目母线连接在一起;在立相双谐振滤 波器(4)的逆变器侦UA相电感器(Zia)与Ξ相双谐振滤波器(4)的A相网侧电感器(Zga)的连接 点上连接有由A相开关频率滤波电容器(Cla)与A相开关频率滤波电感器化la)串联组成的 第一 A相谐振支路，在Ξ相双谐振滤波器(4)的逆变器侧B相电感器(Zib)与Ξ相双谐振滤波 器(4)的B相网侧电感器(Zgb)的连接点上连接有由B相开关频率滤波电容器(ab)与B相开关 频率滤波电感器化化）串联组成的第一 B相谐振支路，在Ξ相双谐振滤波器(4)的逆变器侧C 相电感器(公。）与Ξ相双谐振滤波器(4)的讨目网侧电感器(知。）的连接点上连接有由讨目开 关频率滤波电容器(Clc)与C相开关频率滤波电感器化Ic)串联组成的第一 C相谐振支路，第 一A相谐振支路、第一B相谐振支路和第一C相谐振支路是连接成星形连接电路结构的;在Ξ 相双谐振滤波器(4)的逆变器侦UA相电感器(Zia)与Ξ相双谐振滤波器(4)的A相网侧电感器 Uga)的连接点上连接有由A相第二开关频率滤波电容器(C2a)与第二A相开关频率滤波电感 器化2a)串联组成的第二A相谐振支路，在Ξ相双谐振滤波器(4)的逆变器侧B相电感器(Zib) 与Ξ相双谐振滤波器(4)的B相网侧电感器(如)的连接点上连接有由第二財目开关频率滤波 电容器(C化)与第二B相开关频率滤波电感器化化）串联组成的第二B相谐振支路，在Ξ相双 谐振滤波器(4)的逆变器侦阳相电感器(心)与Ξ相双谐振滤波器(4)的C相网侧电感器(Zgc) 的连接点上连接有由第二C相开关频率滤波电容器(C2c)与第二C相开关频率滤波电感器 (L2c)串联组成的第二C相谐振支路，第二A相谐振支路、第二財目谐振支路和第二C相谐振支 路是连接成星形连接电路结构的。2. 根据权利要求1所述的一种基于双谐振滤波器的Ξ相并网逆变系统，其特征在于， Ξ相双谐振滤波器(4)的A相开关频率滤波电容器(Cla)的电容容值与A相第二开关频率滤 波电容器(C2a)的电容容值的比值为1:10-1:20。3. 根据权利要求2所述的一种基于双谐振滤波器的Ξ相并网逆变系统，其特征在于， Ξ相双谐振滤波器(4)的A相开关频率滤波电容器(Cla)的电容容值与A相第二开关频率滤 波电容器(C2a)的电容容值的比值为1:12。4. 根据权利要求1所述的一种基于双谐振滤波器的Ξ相并网逆变系统，其特征在于， Ξ相双谐振滤波器(4)的开关频率谐振支路的不对称度（为：其中A取a或促gc，心是A相开关频率谐振支路的电感值必是A相开关频率谐振支路的电 容值心差B相开关频率谐振支路的电感值，Ca是B相开关频率谐振支路的电容值，心是C相开 关频率谐振支路的电感值，C。是C相开关频率谐振支路的电容值。
【文档编号】H02M1/12GK105978306SQ201610411569
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】王黎绚, 刘海龙, 高昂, 杨建勇, 申红强, 马国梁, 邹文斌
【申请人】中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司