三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计与研究.pdf

2010年3月电工技术学报Vol.25No.3
第25卷第3期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYMar.2010

三相并网逆变器LCL滤波器的

参数设计与研究

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刘飞查晓明段善旭
（1.武汉大学电气工程学院武汉430072
2.华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074）

摘要在满足相同的高频滤波效果的情况下，LCL滤波器所需的总电感值比L滤波器小，因
此更适于在大功率、开关频率较低的电流源控制型并网设备上应用。然而针对该类型滤波器的参
数设计不仅关系到开关频率处纹波抑制效果，同时也会影响并网电流控制器的性能。本文首先建
立LCL滤波器在并网模式下的谐波模型，其次研究滤波器各参数变化与纹波抑制和谐振频率之间
的变化关系，在此基础上提出在尽量节约总的电感磁心材料的前提下，设计出滤波效果最优的LCL
滤波器的参数值，同时还需要保证LCL滤波器的谐振频率不能太小，以免成为制约电流控制器设
计时的因素。最后通过三相并网逆变器的实验装置给出LCL滤波器设计方案的实验效果。
关键词：并网逆变器LCL滤波器谐振频率谐波抑制磁心
中图分类号：TM48

DesignandResearchonParameterofLCLFilterin
Three-PhaseGrid-ConnectedInverter
LiuFei1ZhaXiaoming1DuanShanxu2
(1.WuHanUniversityWuhan430072China
2.HuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074China)

AbstractBecauseLCLfilterneedssmallerinductancevaluecomparingtoLtypefilteratthesame
performanceinharmonicsuppression,itisgraduallyusedinhigh-powerandlow-frequency
current-source-controlledgrid-connectedconverters.HoweverdesignworkofLCLfilterparameternotonly
relatestoswitchfrequencyrippleattenuation,butalsoimpactsonperformanceofgrid-connectedcurrent
controller.Firstofall,thispaperintroducesaharmonicmodelofLCLfilteringrid-connectedoperation,
secondlyresearchesthevariablerelationshipamongLCLfilter’sparameterandresonancefrequencyand
high-frequencyrippleattenuation.Inordertoachieveoptimaleffectunderthepreconditionofsaving
inductancemagneticcoreofLCLfilter,areasonabledesignmethodisbroughtoutbasedonaboveanalysis.
FurthermorethemethodcanguaranteethattheresonancefrequencyofLCLfilterisnottoosmalltoimpact
currentcontrollerdesign.Finallythisdesignmethodisverifiedbytheexperimentalresults.
Keywords：Grid-connectedinverter,LCLfilter,resonancefrequency,harmonicsuppression,
magneticcore

电将会成为未来主要的发展趋势[1-4]。然而并网逆变
1引言
器一般采用高频PWM调制，导致大量的高次谐波
作为电力系统能源的一种补充，新能源并网发电流进入电网，这样会对电网中其他EMI敏感设备
产生干扰，因此并网变换器交流侧输出滤波器的选
中国博士后科学基金资助项目（20090451063）。
择与设计尤为重要。相比传统的L型滤波器，在相
收稿日期2009-01-11改稿日期2009-03-10

第25卷第3期刘飞等三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计与研究111

同电感值的情况下，LCL滤波器对高频谐波抑制效滤波器。
果更为理想，并逐渐应用于大功率、低开关频率的
并网变换器设备，同时基于