基于平面集成技術(shù)的并網(wǎng)逆變器LCL濾波器研究.pdf

1、自從18世紀(jì)蒸汽機(jī)發(fā)明，人類(lèi)進(jìn)入工業(yè)化之后，以石油、煤炭為代表的化石能源消費(fèi)需求量與日俱增，一方面，在帶來(lái)了極大工業(yè)文明的同時(shí)，也隨之帶來(lái)了氣候變暖，環(huán)境污染等相關(guān)生態(tài)問(wèn)題；另一方面，由于化石能源的儲(chǔ)量有限，且不可再生，能源危機(jī)即將到來(lái)。發(fā)展清潔與可再生能源已迫在眉睫。這時(shí)以太陽(yáng)能，風(fēng)能為代表的分布式能源進(jìn)入人類(lèi)視野。由于其具有可持續(xù)，清潔等特點(diǎn)，近些年分布式能源在全世界范圍內(nèi)都有較為長(zhǎng)足的發(fā)展。而分布式能源由于其自身特性，產(chǎn)生的電能有

2、直流、交流，且諧波含量大，并不能直接接入電網(wǎng)。此時(shí)就需要逆變裝置和濾波裝置將分布式能源有效地接入電網(wǎng)。本文研究的單相并網(wǎng)濾波器就是其關(guān)鍵技術(shù)之一。
　　本文首先對(duì)單相并網(wǎng)逆變器輸出端的諧波進(jìn)行了分析。具體諧波含量由開(kāi)關(guān)管的控制方式和頻率決定，說(shuō)明了在逆變器并網(wǎng)過(guò)程中L型和LCL型濾波器的有效性。然后針對(duì)并網(wǎng)的入網(wǎng)電流需要達(dá)到國(guó)際與國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，以及需要同時(shí)兼顧濾波器性能、功率因數(shù)和損耗等要求，在盡量滿(mǎn)足以上限制條件的情況下，分別設(shè)定電

3、容、電感、阻尼電阻、諧振頻率設(shè)計(jì)的基本原則。從而以一臺(tái)功率為600W的并網(wǎng)逆變器為對(duì)象，設(shè)計(jì)了LCL濾波器的各項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)，制作了一套分立式LCL濾波器。接著對(duì)LCL型濾波器的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行定性分析，說(shuō)明其對(duì)諧波抑制的有效性。通過(guò)軟件仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)了一套600W的單相并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，驗(yàn)證了之前對(duì)LCL型濾波器關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)的正確性。同時(shí)對(duì)比了當(dāng)電感量相同的條件下，LCL型濾波器比L型濾波器有更好的濾波效果。其次，針對(duì)分立式LCL濾波器存在體積大，

4、功率密度低的缺陷，提出了一種新型平面集成式LCL濾波器結(jié)構(gòu)。采用鐵氧體材料的E型磁芯的中柱與PLT磁芯充當(dāng)電感鐵心，通過(guò)平面磁集成技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩個(gè)電感與一個(gè)電容的集成。并以一臺(tái)600W的并網(wǎng)逆變器為對(duì)象，制作出了一套平面集成式LCL濾波裝置。之后，針對(duì)分立式LCL濾波器存在的缺陷，提出了另一種新型平面集成式LCL濾波器結(jié)構(gòu)。分別采用E型磁芯的兩側(cè)邊柱與PLT磁芯充當(dāng)鐵心，通過(guò)平面磁集成技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩個(gè)電感與一個(gè)電容的集成。通過(guò)600W的