一种lcl滤波电路的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种LCL滤波电路，包括两个串联的电感器L1和L2，以及还包括并联在L1和L2之间的第一谐振模块和第二谐振模块，所述第一谐振模块和所述第二谐振模块为串联连接，所述第一谐振模块用于抑制设定次数电网背景谐波，所述第二谐振模块用于滤除开关频率f±a范围内的谐波。与现有技术相比，本发明有效解决了现有LCL结构的滤波电容在工业应用中经常发生击穿，烧坏的情况；更好的滤除补偿装置的开关频率处的谐波；相对于改进控制方法的方案拥有更好的稳定性大大降低了控制的复杂度，易于工业实现。
【专利说明】-种L化滤波电路
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种滤波电路，尤其是涉及一种1XL滤波电路。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着电力系统的迅猛发展，无功补偿装置、并网逆变器、W及滤波器的使 用越来越广泛。逆变器并网电流含有谐波成分，所W需要经由滤波装置并网，而1XL滤波结 构相对于传统的单电抗L滤波结构有着体积小、高频段衰减效果好、动态响应好等优点，得 到了广泛的应用。随着1XL滤波装置的大量投入工业应用，1XL结构脆弱的电容问题就立 刻凸显了出来，很多经1XL并入电网的装置，其滤波电容由于电网背景谐波的原因，经常发 生击穿，烧坏的情况。使得设备投运过程中，经常需要更换滤波电容，对工业安全生产造成 了威胁，同时也造成了大量不必要的经济损失。
[0003] 目前针对1XL结构的研究还只局限于LCL的另一个不足一H阶系统自带谐振 点的情况，H阶系统的谐振点，也会导致谐振频率处谐波电流大量流经电容使得电容损坏。 现在常采用的方法有两大类；无源阻尼和有源阻尼，无源阻尼又包括滤波支路串联电阻、并 联电阻、分裂电容等拓扑结构；有源阻尼则包括检测滤波电容电压、电流作为反馈量进行控 巧1|。然而，谐振点只是导致电容损坏的一个因素，电网低频段的背景谐波也是导致电容过流 损坏的一个主因，目前国内外该方面研究的内容还比较少。
[0004] 下面对现有1XL滤波电路拓扑结构进行分析，经1XL滤波并网STATC0M(静态无功 补偿器）电路如图1所示。其中Ug为系统侧电压，Ii为STATC0M未经滤波的电流，12为经 过滤波装置W后补偿的无功的电流，Id为流经滤波电容支路的电流，叫。直流侧电压，Ut为 STATC0M交流侧电压，Cd。为直流侧电容，Li、L2为滤波电感参数，Cf为滤波电容。
[0005] 上述实例中，（1)滤波支路没有串联阻尼电阻可能会导致补偿电流纹波过大；
[0006] (2)滤波支路不存在串联谐振环节，不能更好的对开关频率处的谐波有所衰减；
[0007] (3)滤波电容直接暴露在所有谐波下，容易使得电网背景谐波对滤波电容造成很 大影响。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种1XL滤波电路， W解决现有方案对滤波电容保护不够，控制可靠性不是很高的情况，通过改进电路结构来 实现特定谐波的抑制，抑制电网背景谐波W及负载谐波对滤波支路滤波电容的影响。
[0009] 本发明的目的可W通过W下技术方案来实现：
[0010] 一种1XL滤波电路，包括两个串联的电感器Li和L2,其特征在于，还包括并联在Li 和L,之间的第一谐振模块和第二谐振模块，所述第一谐振模块和所述第二谐振模块为串联 连接，所述第一谐振模块用于抑制设定次数电网背景谐波，所述第二谐振模块用于滤除开 关频率f±a范围内的谐波。
[0011] 所述第一谐振模块内部由电容器C4和电感器L4并联而成，所述第二谐振模块内部 由电容器Cf和电感器Lg串联而成。
[0012] 所述第一谐振模块和所述第二谐振模块之间还串联有一个阻尼电阻R。
[001引当所述1XL滤波电路应用在静态无功补偿器并网中时，所述电容器Cf的取值为：
[0014]
【权利要求】
1. 一种LCL滤波电路，包括两个串联的电感器L1和L2，其特征在于，还包括并联在L1和 L2之间的第一谐振模块（21)和第二谐振模块（22)，所述第一谐振模块（21)和所述第二谐 振模块（22)为串联连接，所述第一谐振模块（21)用于抑制设定次数电网背景谐波，所述第 二谐振模块（22)用于滤除开关频率f±a范围内的谐波。
2. 根据权利要求1所述的一种LCL滤波电路，其特征在于，所述第一谐振模块（21)内 部由电容器(；和电感器1^4并联而成，所述第二谐振模块（22)内部由电容器Cf和电感器L3 串联而成。
3. 根据权利要求1或2所述的一种LCL滤波电路，其特征在于，所述第一谐振模块（21) 和所述第二谐振模块（22)之间还串联有一个阻尼电阻R。
4. 根据权利要求3所述的一种LCL滤波电路，其特征在于，当所述LCL滤波电路应用在 静态无功补偿器并网中时，所述电容器Cf的取值为：
其中Pn为补偿装置额定容量，En为补偿装置额定电压，&为电网频率，N为电容无功容 量所占额定补偿容量比例。
5. 根据权利要求3所述的一种LCL滤波电路，其特征在于，当所述第一谐振模块（21) 用于抑制5次电网背景谐波时，所述电容器C4取值为：C4 = 2?2. 5Cf ; 所述电感器L4取值为：使得所述电感器L4和所述电容器C4形成并联谐振，两者关系如 下；
其中为设置的并联谐振频率。
6. 根据权利要求4所述的一种LCL滤波电路，其特征在于，所述电感器L3的取值为：使 得所述电感器U和所述电容器α以及第一谐振模块（21) -起形成串联谐振，关系如下：
其中f为调谐于开关频，为第一谐振模块设置的并联谐振频率，L4为第一谐振模块 中的电感； 由于开关频率f远大于第一谐振模块设置频率4，则（f/f2)2_l?（f/f2)2,则原式简化 为：
所述阻尼电阻R的取值为：
其中fMS为最低的谐振频率。
【文档编号】H02J3/01GK104466965SQ201410808545
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月19日 优先权日:2014年12月19日
【发明者】姚钢, 周荔丹, 金亮亮 申请人:上海交通大学