濾波電感的設計

1.濾波電感的設計在全橋逆變器中，輸出濾波電感是一個關鍵性的元件，并網系要要求在逆變器的輸出側實現功率因數為1,波形為正弦波，輸出電流與網壓同頻相同。因而，電感值選取的合適與否直接影響電路的工作性能。對電感值的選取，可以從以下兩個方面來考慮:①電流的波紋系數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系v=Ldi/dt可得：△i=J。加~L^ （5-14）f其中v（t）電感兩端電壓，考慮到當輸出電壓處于峰值附近，即v（t）=V 時，輸出電流波紋最大，設此時開關周期為T，占空比為o NmaxD,則有下式：（5-15）f（5-16（5-16）VNmaxg（VC~VNmax^于是求得，睥VJnmax睥VJnmaxdc從（5-15）、（5-16）式可得，L=VNmaxUf MV）TNmax dc7 Nmax MVdc（5-17）（5-18）在本系統(tǒng)中，V=qX220=311V,I=9.5A,V=400V,開關管的工作頻率f=8kHz,T=125us,取電流波紋系數r=0.15,則由式（5-18）計算可：L_311x（400-311）x125x10-6?61^f9.5x0.15x400 ，m因此，要保證實際電流紋&"/廣9.5x0.15_1.425A,則濾波器電感滿足L>6.1mH。f②從逆變器的矢量三角形關系可知，V=加L/^V （5-19）于是，它們的基波幅值滿足下式V2=何L/）2+V2 （5-20）由正弦脈寬調制理論可知，V= （5-21）其中，m為調制比，且m<1,從而：何L/）2+V2<V2 （5-22）fN Ndc于是，我們可以得到下式：Lf _5綜上，濾波電感的取值范圍為6.1mH<L<36.4mH。在實際設計過程中，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，以上的計算是建立在額定輸出電壓，即V=220V的基礎上，考慮到實際情況下網壓的波動范圍，在設計電感時最終選取電感值L=JmH，電感的額定電流為11A。1.輸入電容的設計假設電網電壓和電網的電流只含有基波分量并且相同，則注入到電網的瞬時功率為：P=2P?sin泌.t） （5-24）其中P是注入電網的平均功率，冬'盧角頻率，'是時間。因此，中間直流側電壓有小的脈動，同時由前述的Boost的光伏陣列的輸出電流是在直流之上疊加了一個高頻分量。同時雷擊等尖峰電壓和一些額外的因素引起的波動會對逆變器造成影響。因此有必要設置輸入電容，使其與光伏陣列與逆變器之間的導線上的分布電感組成一個低通濾波，使各部分產生的干擾盡量不影響另一部分。由經驗值可得:輸入電容的值一般取500RF?？紤]到耐壓，我們選取2個1000"/400V的電解電容進行串聯(lián)。由于電容的串聯(lián)涉及到均壓的問題，采用并聯(lián)均壓電阻的措施。采用每組并聯(lián)的電容上并聯(lián)一個100K電阻，由三個33K/1W電阻串聯(lián)組成。5.3.3功率因數（PF）當逆變器的輸出大于其額定輸出的20%，平均功率因數應不小于0.85（超前或滯后），當逆變器的輸出大于其額定輸出的50%，平均功率因數不應小于0.95（超前或滯后）。一段時期內的平均功率因數（PF）公式：PF=,〃 嚀￥' （5）\P2+P2'REALREACTIVE式中：Eeall——有功功率；E 無功功率。REACTIVE注1：在供電機構許可下，特殊設計以提供無功功率補償的逆變器可超出此限制工作;注2：用于并網運行而設計的大多數逆變器功率因數接近1。5.3.5工作頻率逆變器并網時應與電網同步運行。逆變器交流輸出端頻率的允許偏差為±0.5&電網額定頻率為50Hz。5.3.6直流分量并網運行時，逆變器向電網饋送的直流電流分量應不超過其輸出電流額定值的0.5%或5mA，應取二者中較大值。5.4.2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)射應不超過GB17799.3規(guī)定的發(fā)射限制；bb連接到工業(yè)電網和在工業(yè)環(huán)境中正常工作的逆變器的電磁發(fā)射不應超過GB17799.3規(guī)定的發(fā)射限制。2.3太陽電池陣列輸出功率數學模型本文采用TRW太陽電池陣列輸出功率數學模型［3,4］。任意太陽輻射強度Rmw.cm-2）和環(huán)境溫度T（OC）條件下，太陽電池溫度T（oC）

TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"T=T+T.r （21）設在參考條件下，I為短路電流；V為開路電壓；I、V為sc oc m m最大功率點電流和電壓，則當光伏陣列電壓為V，其對應點電流I為:I=I1-CVeW-1sc1TOC\o"1-5"\h\zVC=(1-1/1eVc^mscC=(V/V-1)/in(1-I/1)}moc msc(22)（23）(22)（23）（24）I=I1-Csc 1V-DV-1+DI（25）（26）（27）（28）DI=a(R/R)DT+（26）（27）（28）DV=-&?dT-R?DI^' °DT^T-T scref其中，R、T分別為太陽輻射和光電池溫度參考值，一般分別取為1KW/m2和25oC；a為在參考日照下的電流變化溫度系數（Amps/oC）；p為在參考日照下的電壓變化溫度系數（