[发明专利]有源电力滤波器的输出滤波电路、滤波方法及设计方法

权利要求书

1.一种有源电力滤波器的输出滤波电路，其特征在于，由逆变器侧电感L₁、网 侧电感L₂、网侧并联电阻R_g、阻尼支路、高通支路C_h、单倍开关谐波支路、双 倍开关谐波支路构成；

记网侧的正端为A、并联支路公共点为B、逆变侧的正输出端为C、逆变侧的负 输出端和网侧的负端短接点为D；

逆变器侧电感L₁接在B和C之间；网侧电感L₂和网侧并联电阻R_g并联的A和 B之间；阻尼支路、高通支路C_h、单倍开关谐波支路和双倍开关谐波支路均并 联在B和D之间；

所述的阻尼支路由电阻R_d和电容C_d串接而成；

所述的单倍开关谐波支路由电容C_f和电感L_f串接而成；

所述的双倍开关谐波支路由电容C_fd和电感L_fd串接而成；

(1)逆变器侧电感L₁满足下式：

UdcTs8×10%Irefm<L1<5UdcTs3Δiref]]>

其中，I_refm是有源电力滤波器输出峰值电流，U_dc是直流电压，Ts是开关周 期,△i_ref为一个控制周期参考电流变化量，取为有源电力滤波器的输出电流 的1/5；

(2)所述的网侧电感L₂与并联电容总和C_all设计满足：

网侧电感L₂和并联的总电容是抑制并网输出电流高频纹波，对低频段影响 很小，所以两个参数的设计要综合考虑；电感L₁+L₂上的总压降不能高于 逆变器接入电网点总电压的10％，同时为了保证有源电力滤波器的低频控 制性能和高频滤波性能，LCL输出滤波电路的谐振频率f_res设计为： 10f₁<f_res<0.5f_s，f₁是基波频率，f_s是单倍开关频率；并 联电容的总数值要满足装置的无功功率的要求：并联支路总电容的无功容 量要求小于装置无功容量的5％；C_all为所有并联支路电容的代数和，C_all的表达式为C_all＝C_h+C_f+C_fd+C_d；

(3)并联支路其余参数设计满足：

{Cd=12CallCh=1-k2CallCf=20k54Call,Cfd=7k54Call,]]>其中k为滤波配比因子，根据系统谐 振峰值最低点来确定；C_all为所有并联支路电容的代数和，C_all的表达式为 C_all＝C_h+C_f+C_fd+C_d；

(4)R_d的选取：

选取1Ω<R_d<3Ω；

网侧并联电阻R_g的设计

先根据下面表达式确定并联谐振频率fsp，再根据关系图的沟壑带选取Rg 的取值；

fsp=12πCf+CfdCfCfd(Lfd+Lf);]]>

所述的关系图是下式中分母模值|R_gZ_fm+Z_fz|与频率f和R_g的关系图；

Z//R=RgZfzRgZfm+Zfz]]>

其中，Z_//R为R_g与两条并联的开关谐波支路的并联阻抗；

Zfz=s4LfCfLfdCfd+s2(LfCf+LfdCfd)+1Zfm=s3CfCfd(Lf+Lfd)+s(Cf+Cfd),]]>s表示频域的因子，即s＝j ω。