【正文】 控制特性好缺點：；，則增大電感量，使體積加大，在濾波器上產(chǎn)生較大的壓降，消耗無功增加；。優(yōu)點：抑制開關(guān)紋波電流：網(wǎng)側(cè)電感L2和電容C分別對開關(guān)紋波呈現(xiàn)高阻和低阻，兩者相互配合實現(xiàn)對高頻紋波的并聯(lián)分流，保證了良好的濾波器效果。③ 使用LCL濾波器時，諧振峰的抑制是另一個問題。但隨著功率等級的提高，特別是在中高功率的應(yīng)用場合，開關(guān)頻率相對較低，要使網(wǎng)側(cè)電流滿足相應(yīng)的諧波標(biāo)準(zhǔn)所需的電感值太大。由于LCL型濾波器在低頻(約低于在濾波器諧振頻率下的一半)時的表現(xiàn)性能和純電感L型濾波器相近，其中電感L=L1＋L2，容易得到LCL型濾波器輸出電流和輸入電壓之間的傳遞函數(shù)為(電阻和比較小可近似為0)（36） 針對LCL型濾波器是三階環(huán)節(jié)，有可能產(chǎn)生震蕩，為了提高系統(tǒng)的可靠性，避免高頻諧振，在濾波電容上串聯(lián)一個電阻，經(jīng)推導(dǎo)可得該情況下逆變器輸入電壓 與輸出電流在靜止坐標(biāo)系下的函數(shù)關(guān)系式（37）取L濾波器參數(shù)為，LCL濾波器參數(shù)為。 LCL濾波器的諧振抑制方法LCL 濾波器的阻抗值與流過的電流頻率成反比，頻率越高，阻抗越小，所以可以濾除高頻諧波。和對整流器側(cè)輸出電流進行分流。所以設(shè)計時需要綜合考慮。為了保證系統(tǒng)的高功率因數(shù)，一般限制電容吸收的無功功率低于額定功率的5%。并網(wǎng)逆變器在與電網(wǎng)相連時，必須經(jīng)由一定的濾波裝置才能滿足相關(guān)的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的要求，相比于傳統(tǒng)的L型濾波器，LCL濾波器在此類應(yīng)用中具有更好的高次諧波抑制能力。以電容電流做內(nèi)環(huán)的雙環(huán)控制方案；在前向通道中串聯(lián)控制環(huán)節(jié)的LCL諧振峰值抑制方案通常受系統(tǒng)參數(shù)影響較大，諧振點的變化有可能會導(dǎo)致阻尼作用失效；虛擬電阻法和雙環(huán)控制方案控制效果較好，也較易實現(xiàn)，但需要添加額外的電流傳感器，此外，為追求更好的控制效果，也有文獻采用狀態(tài)反饋與重復(fù)控制的方案，在獲取較好控制波形的同時則需要添加更多的傳感器。 基于雙環(huán)控制電容電流內(nèi)環(huán)控制器的設(shè)計[14]由系統(tǒng)線性控制模型可得電容電流內(nèi)環(huán)控制對象傳遞函數(shù)為：，由于的數(shù)量級在，忽略不計，控制對象可簡化為：。 ，計算得電容電流內(nèi)環(huán)的PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)： 有源阻尼雙閉環(huán)控制仿真分析側(cè)電壓圖網(wǎng)側(cè)電壓圖側(cè)電流圖網(wǎng)側(cè)電流圖 無源阻尼單環(huán)控制仿真分析 側(cè)電壓圖網(wǎng)側(cè)電壓圖側(cè)電流圖網(wǎng)側(cè)電流圖由FFT所示圖，可分析得出采用雙電流閉環(huán)控制輸出電流跟蹤電壓，實現(xiàn)了輸出電流和電網(wǎng)電壓的同頻率、同相位，達到功率因數(shù)并網(wǎng)，通過比較單電流環(huán)與雙電流環(huán)的輸出電流，雙電流閉環(huán)的輸出電流諧波明顯比單電流環(huán)的少了很多，證明了雙電流環(huán)能夠更好地達到并網(wǎng)的效果。 參考文獻[1] 魯宗相，王彩霞，閔勇，[J].,31（19）：100107.[2] 盛鴉,孔力,齊智平，等. 新型電網(wǎng)微電網(wǎng)(Microgrid)研究綜述[J].,35(12): 7581[3] 肖宏飛，劉士榮，鄭凌蔚，等微型電網(wǎng)技術(shù)研究初探[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2009,37（8）：114119[3] 杜秀麗,黃琦,[J].,(4):1720.[4] [D].秦皇島:燕山大學(xué),2009.[5] 孫 蔚，伍小杰，戴鵬，基于LCL濾波器的電壓源型PWM整流器控制策略綜述，電工技術(shù)學(xué)報，2008，23（1）：9096[6] 王兆安． 電力電子技術(shù)[7] 趙仁德，趙強，李芬，LCL 濾波的并網(wǎng)變換器中阻尼電阻影響分析，電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報，2009，21(6)：112116[8] 張憲平，張亞西，林資旭，LCL 濾波的電壓型PWM整流器的有源阻尼控制，電氣傳動，2007，37（11）：2225[9] 劉 飛，殷進軍，周彥，LCL濾波器的三相光伏逆變器雙環(huán)控制策略，電力電子技術(shù)學(xué)報，2008，42（9）：2931[10] Farid Katiraei’ Reza Iravani’ Nikos Hatziargyriou. 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All rights reserved.Keywords: Distributed generation。情深意遠(yuǎn),山高水長。綜上所述，在大功率并網(wǎng)系統(tǒng)中，在較低的開關(guān)頻率下，采用LCL濾波器的并網(wǎng)逆變器可以有效抑制輸出電流中的諧波分量，獲得較好的正弦電流波形，并網(wǎng)逆變雙閉環(huán)控制使系統(tǒng)穩(wěn)定性和動態(tài)性進一步加強；而無源阻尼策略也可以獲得較好的電流質(zhì)量，控制方法簡單，但會增加功率損失，有源阻尼策略雖然減少了功率損失，卻需要較多的傳感器和較復(fù)雜的控制方法。進而可得單環(huán)控制策略中電容所串電阻。 圖34 基于無源阻尼的并網(wǎng)逆變器原理圖可得系統(tǒng)線性控制模型： 圖35 基于無源阻尼的線性控制系統(tǒng)模型 計算PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)，根據(jù)文獻[13]得LCL濾波器的傳遞函數(shù)： （313）將逆變器等效為一個小慣性環(huán)節(jié): 又的數(shù)值很小，忽略不計，則F(s)化簡為： （314）進而可得被控對象的傳遞函數(shù)： （315）且已知PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為： 其中τ=hT整定為II型系統(tǒng)后為： （316）且典型II型系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為： （317）其中選定h，濾波器參數(shù)、C和的值，即可計算出K，然后可得即，且電容所串電阻為： （318） 以上為理論計算方法，仿真過程中各參數(shù)還需要適當(dāng)調(diào)整，才能得到較好的濾波效果和穩(wěn)定的電壓電流波形。以直接電流控制方案為討論前提，目前常見的有源阻尼法包括虛擬電阻法。且 （310）(3) 計算電容C可先確定諧振頻率，再根據(jù)公式： （311）計算得電容C的值；也可以取電容消耗的無功功率為總功率的5%，利用約束條件：，其中,且其中E為網(wǎng)側(cè)線電壓有效值，為基波頻率。因此，LCL 各參數(shù)的設(shè)計需要配合。橋臂紋波電流不能太大，因為紋波電流過大不僅會使IGBT 結(jié)溫波動增大，對功率器件壽命造成不利影響，還會加大L 的損耗，使其升溫增加，降低絕緣材料的壽命。 濾波器參數(shù)變化對濾波性能的影響（1）電感L 決定整流器橋臂電流紋波。 bode(num,den) 圖32 L濾波器的bode圖圖33 LCL濾波器的bode圖L濾波器的幅頻特性為一條直線,其高頻衰減特性較差,而LCL濾波器為三階系統(tǒng),其高頻衰減效果顯著。本章設(shè)計一種利用隔離變壓器漏感的LCL濾波器，本文對傳統(tǒng)的LCL濾波器加以改進，利用隔離變壓器漏感，減少了一個電感，在降低成本的同時顯著減少并網(wǎng)電流的直流分量，有效抑制諧波污染，提高并網(wǎng)電流質(zhì)量。 LCL濾波器的選定逆變電源并網(wǎng)運行時本質(zhì)上為電流源，高開關(guān)頻率會造成對電網(wǎng)產(chǎn)生污染的高次諧波，其輸出電流會對電網(wǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重的諧波污染。遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了自動控制理論中系統(tǒng)穩(wěn)定的180176。網(wǎng)側(cè)電感L2有時可以用電網(wǎng)側(cè)電感Ls代替，但是Ls不能太小。通過綜合選擇，確定雙極性倍頻SPWM調(diào)制為本文所采取的調(diào)制方式。從上述過程中看出，在輸出波形中包含有，0和三個狀態(tài)，因此這種調(diào)制方式也被稱為三態(tài)調(diào)制（對應(yīng)得，雙極性調(diào)制也被稱為兩態(tài)調(diào)制）圖28 單極性SPWM調(diào)制原理在前面介紹的兩種SPWM調(diào)制方式中，橋臂中點間輸出電壓的頻率與器件的開關(guān)頻率相同，而倍頻式SPWM調(diào)制則可以在不改變器件開關(guān)頻率的條件下使得橋臂中點間輸出電壓的頻率提高一倍，從而可以在不增加開關(guān)損耗的情況下將諧波頻率提高一倍，大大減小了輸出濾波器的體積。載波為全波三角波，頻率為,幅值為。環(huán)路一旦進入鎖定狀態(tài)后，壓控振蕩器的輸出信號與環(huán)路的輸入信號（參考信號）之間只有一個固定的穩(wěn)態(tài)相位差，而沒有頻差存在。它由以下三個基本部件組成：鑒相器（PD）、環(huán)路濾波器（LPF）和壓控振蕩器（VCO）。 鎖相環(huán)路是一種反饋電路，鎖相環(huán)的英文全稱是PhaseLocked Loop,簡稱PLL。 基于LCL濾波器的PWM逆變器數(shù)學(xué)模型LCL 濾波的高頻PWM逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖24 所示。負(fù)載參數(shù)已知時，可以由的波形求出U相電流的波形。圖23 三相全橋逆變器 逆變器的工作原理[4]用三個單相逆變電路可以組合成一個三相逆變電路，但在三相逆變電路中，應(yīng)用最廣的還是三相橋式逆變電路，采用IGBT作為開關(guān)器件的電壓型三相橋式逆變電路如圖23所示的直流側(cè)通常只有一個電容器件就可以了，但為了分析方便，畫作串聯(lián)的兩個電容器并標(biāo)出了假想中點，和單相半橋、全橋逆變電路相同，電壓型三相橋式逆變電路的基本工作方式也是180176。圖21 組合式逆變器組合式逆變器一般由三個相同的單相低頻環(huán)節(jié)或高頻環(huán)節(jié)逆變器星形聯(lián)結(jié)構(gòu)成,且能夠?qū)崿F(xiàn)單相和三相四線制供電。按直流電源分，可分為電壓源型逆變器（VSI）和電流源型逆變器（CSI）。凡將逆變器輸出的電能向工業(yè)電網(wǎng)輸送的逆變器，稱為有源逆變器；凡將逆變器輸出的電能輸向某種用電負(fù)載的逆變器稱為無源逆變器。在矢量控制的基礎(chǔ)上引入了電容電流內(nèi)環(huán)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2005年， 和Jan Svensson 提出了改進的正負(fù)序電流獨立控制策略，這種控制策略的原理跟基于L濾波器的原理相似。2004，F(xiàn)elipe Espinosa 等人提出了改進的矢量無差拍控制策略。通過檢測交流側(cè)電流和直流側(cè)電壓來估算系統(tǒng)的虛擬磁鏈，從而算出系統(tǒng)的有功、無功功率，然后與給定值進行比較，偏差值送入開關(guān)狀態(tài)選擇表，產(chǎn)生控制脈沖?；贚CL 濾波器的PWM 整流器控制策略的另一個研究熱點就是不平衡控制，現(xiàn)有的不平衡控制策略有改進的正負(fù)序電流獨立控制策略和三閉環(huán)控制策略等。 由于LCL 濾波器的濾波電容的分流作用，使整流器的電流控制系統(tǒng)由一階變?yōu)槿A，控制更為復(fù)雜，并且在某些高次諧波電流下，LCL 濾波器的總阻抗接近零，將導(dǎo)致諧振效應(yīng)，影響系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。通過加大網(wǎng)側(cè)濾波電感的值，可以減小諧波。具體器件的開關(guān)順序選擇，根據(jù)控制目的的不同也存在多種控制方式，如方波逆變控制，正弦波PWM逆變控制等。此外，由于軟開關(guān)技術(shù)(ZVS、ZCS)在減小開關(guān)損耗、抑制電磁干擾、降低噪聲等方面具有顯著的優(yōu)勢，近年來在電壓型PWM逆變器設(shè)計上受到了廣泛的重視，并得以迅速發(fā)展。將PWM控制技術(shù)應(yīng)用于逆變器始于20世紀(jì)70年代末，但由于當(dāng)時諧波問題不突出，加上受電力電子器件發(fā)展水平的制約，PWM逆變器沒有引起充分的重視。人們一直在電力電子技術(shù)的發(fā)展中探索一條“綠色”之路，對逆變裝置而言，“綠色”的內(nèi)涵包括電網(wǎng)無諧波，單位功率因數(shù)，以及功率控制系統(tǒng)的高性能，高穩(wěn)定性，高效率等傳統(tǒng)逆變裝置所不具備的優(yōu)越性能。因此，就微電網(wǎng)應(yīng)用研究而言，我國目前在國際上的知名度和影響力還較為有限，另一方面也表明國家電監(jiān)會及各電網(wǎng)公司等部門的政策支持下，國內(nèi)相關(guān)單位在此領(lǐng)域還大有可為。如圖11