三电平并网逆变器拓扑中

LCL 滤波器的应用

　　随着能源枯竭和环境污染问题的曰益严峻，各国对绿色能源的渴求越来越
紧迫，使得光伏并网系统得到了空前发展。并网逆变器作为连接电池板与电网的
核心设备，不仅要完成直流到交流的电能转换，而且要满足各电网公司对并网
电能质量提出的要求，其中对电流谐波分量及总谐波畸变率的规定相对严苛。然
而，并网逆变器通常采用高频

PWM 的电流源控制，会导致并网电流中含有高

次谐波。由于

LCL 滤波器较 L 滤波器对高频谐波有更好的衰减特性，因此在光

伏并网系统中得到广泛应用。

　　原理与设计

　　

LCL 滤波三电平并网逆变器

图

1 为基于 LCL 滤波的二极管箝位型三电平并网逆变器拓扑结构。由于在

桥臂相电压中含有

3 个电平，故可输出比传统两电平拓扑更平滑的线电压波形，

从而在相同滤波电感量下可得到谐波含量更小的并网电流。在三电平并网逆变器
拓扑中，逆变桥通过

LCL 滤波器连接到电网，使高频谐波分量衰减更快，进一

步改善并网电流质量。

根据理论分析，可得网侧电流与逆变器桥臂电压函数关系的波特图见图

2。LCL 滤波器参数：Ls=1．5 mH，Lt=2 mH，C=25μF；L 滤波器参数：
L=3．5 mH。可见，LCL 滤波器较 L 滤波器有更好的高频衰减特性，但却存在
谐振问题，会使谐振点附近谐波含量增加，严重时将造成系统不稳定。