濾波電感的設(shè)計(jì)

1、1. 濾波電感的設(shè)計(jì)在全橋逆變器中，輸出濾波電感是一個(gè)關(guān)鍵性的元件，并網(wǎng)系要要求在逆變器的輸出側(cè)實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)為-1，波形為正弦波，輸出電流與網(wǎng)壓同頻相同。因而，電感值選取的合適與否直接影響電路的工作性能。對(duì)電感值的選取，可以從以下兩個(gè)方面來(lái)考慮： 電流的波紋系數(shù)輸出濾波電感的值直接影響著輸出紋波的大小，由電感的基本伏安關(guān)系可得： （5-14） 其中電感兩端電壓，考慮到當(dāng)輸出電壓處于峰值附近，即時(shí)，輸出電流波紋最大，設(shè)此時(shí)開(kāi)關(guān)周期為T(mén)，占空比為D,則有下式： （5-15）另外，根據(jù)電感的伏秒平衡原理，我們可以得到， （5-16）于是求得， （5-17）從（5-15）、（5-16）式可得， （5-

2、18）在本系統(tǒng)中，選擇，開(kāi)關(guān)管的工作頻率按照國(guó)標(biāo)，并網(wǎng)電流總諧波指標(biāo)低于5%。故此處取電流波紋系數(shù)則由式（5-18）計(jì)算可：因此，要保證實(shí)際電流紋則濾波器電感滿(mǎn)足。從逆變器的矢量三角形關(guān)系可知， （5-19）于是，它們的基波幅值滿(mǎn)足下式 （5-20）由正弦脈寬調(diào)制理論可知， （5-21）其中，為調(diào)制比，且從而： （5-22）于是，我們可以得到下式：綜上，濾波電感的取值范圍為。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于電感的體積、成本等因素的影響，一般只需考慮電感的下限值，即取稍大于下下至即可。另外需要特別指出的是，以上的計(jì)算是建立在額定輸出電壓，即的基礎(chǔ)上，考慮到實(shí)際情況下網(wǎng)壓的波動(dòng)范圍，在設(shè)計(jì)電感時(shí)最終選取電感

3、值，電感的額定電流為。1. 輸入電容的設(shè)計(jì)假設(shè)電網(wǎng)電壓和電網(wǎng)的電流只含有基波分量并且相同，則注入到電網(wǎng)的瞬時(shí)功率為： （5-24）其中是注入電網(wǎng)的平均功率，是角頻率，是時(shí)間。因此，中間直流側(cè)電壓有小的脈動(dòng)，同時(shí)由前述的Boost的光伏陣列的輸出電流是在直流之上疊加了一個(gè)高頻分量。同時(shí)雷擊等尖峰電壓和一些額外的因素引起的波動(dòng)會(huì)對(duì)逆變器造成影響。因此有必要設(shè)置輸入電容，使其與光伏陣列與逆變器之間的導(dǎo)線(xiàn)上的分布電感組成一個(gè)低通濾波，使各部分產(chǎn)生的干擾盡量不影響另一部分。由經(jīng)驗(yàn)值可得:輸入電容的值一般取?？紤]到耐壓，我們選取2個(gè)的電解電容進(jìn)行串聯(lián)。由于電容的串聯(lián)涉及到均壓的問(wèn)題，采用并聯(lián)均壓電阻的措施

4、。采用每組并聯(lián)的電容上并聯(lián)一個(gè)電阻，由三個(gè)電阻串聯(lián)組成。功率因數(shù)（PF）當(dāng)逆變器的輸出大于其額定輸出的20%，平均功率因數(shù)應(yīng)不小于0.85（超前或滯后），當(dāng)逆變器的輸出大于其額定輸出的50%，平均功率因數(shù)不應(yīng)小于0.95（超前或滯后）。一段時(shí)期內(nèi)的平均功率因數(shù)（PF）公式： （5）式中：有功功率；無(wú)功功率。注1：在供電機(jī)構(gòu)許可下，特殊設(shè)計(jì)以提供無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)哪孀兤骺沙龃讼拗乒ぷ鳎蛔?：用于并網(wǎng)運(yùn)行而設(shè)計(jì)的大多數(shù)逆變器功率因數(shù)接近1。工作頻率逆變器并網(wǎng)時(shí)應(yīng)與電網(wǎng)同步運(yùn)行。逆變器交流輸出端頻率的允許偏差為電網(wǎng)額定頻率為。直流分量并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，逆變器向電網(wǎng)饋送的直流電流分量應(yīng)不超過(guò)其輸出電流額定值的

5、0.5%或5mA,應(yīng)取二者中較大值。發(fā)射要求在居住、商業(yè)和輕工業(yè)環(huán)境中正常工作的逆變器的電磁發(fā)射應(yīng)不超過(guò)GB 17799.3規(guī)定的發(fā)射限制；連接到工業(yè)電網(wǎng)和在工業(yè)環(huán)境中正常工作的逆變器的電磁發(fā)射不應(yīng)超過(guò)GB 17799.3規(guī)定的發(fā)射限制。2.3太陽(yáng)電池陣列輸出功率數(shù)學(xué)模型本文采用TRW太陽(yáng)電池陣列輸出功率數(shù)學(xué)模型3,4。任意太陽(yáng)輻射強(qiáng)度和環(huán)境溫度條件下，太陽(yáng)電池溫度為 (21)設(shè)在參考條件下，為短路電流；為開(kāi)路電壓；、為最大功率點(diǎn)電流和電壓，則當(dāng)光伏陣列電壓為，其對(duì)應(yīng)點(diǎn)電流為： （22） （23） （24）考慮太陽(yáng)輻射變化和溫度的影響時(shí)， （25） （26） （27） （28） 其中，、分別為太陽(yáng)輻射和光電池溫度參考值，一般分別取為和;為在參考日照下的電流變化溫度系數(shù)（）;為在參考日照下的電壓變化溫度系數(shù)（）；為光伏陣列的串聯(lián)電阻。2.4逆變器輸出功率