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LCL滤波器参数功能的比较

本文依据LCL 型滤波器中滤波总电感值L1 + L2 与滤波电容C2 两者之间的关系提出了一种在滤波电容以及总电感值较低且不变的情况下,通过改变滤波电感L1

光伏并网逆变器输出的并网电流中含有很多的谐波,这些谐波会导致电能质量的恶化,继而引发大规模的事端。因此滤波器的规划关于改进电能质量尤为重要。就现阶段而言,LCL滤波器的规划办法也层出不穷。文献[1]提出了割裂电容法,将LCL滤波器的中心旁通电容分红并联的前后两部分,取两电流的加权平均值的办法;文献[2]依据滤波器的约束条件来确认详细参数规模,可是具有很强的经验性不利于规划;文献[3]中使用被迫阻尼比的办法进行相关验证等均存在相应的缺陷。本文依据LCL 型滤波器中滤波总电感值L1 + L2 与滤波电容C2 两者之间的联系提出了一种在滤波电容以及总电感值较低且不变的情况下,经过改动滤波电感L1 ,L2 的值即当滤波电感L1 大于滤波电感L2 时规划出满意并网要求且谐波含有量较少的滤波器。而且经过试验验证了在滤波电容以及总电感值较低且不变的情况下,滤波电感L1 大于滤波电感L2 的滤波作用显着优于滤波电感L2 大于滤波电感L1 所规划的LCL滤波器。

1 三相并网逆变器拓扑结构

图1 为三相并网逆变器的拓扑结构图,iPV 为直流电流,Cdc 为直流母线电容,Ud 为直流母线电压;VT1~VT6为三相逆变的6个IGBT桥臂。R1 ,R2 别离为两边滤波电感的内阻。该拓扑结构中LCL型滤波器的传递函数能够表明为如下:

2 滤波器参数功能剖析

因为LCL滤波器在按捺谐波方面作用显着,故本文就LCL滤波器的参数功能进行相关比较,最终规划出一种满意并网要求且谐波按捺最为显着的滤波器。依据图1所示的并网逆变器拓扑结构中滤波电感L1 、L2 和滤波电容C2 ,经过Matlab 仿真得到LCL 型滤波器中滤波总电感值L1 + L2 与滤波电容C2 两者之间的联系如图2 所示,而且能够看出:在滤波电容C2 值越大的时分,L1 + L2 总电感量值越小。

图1 三相并网逆变器并网拓扑结构

图2 滤波器中C2 与L1 + L2 之间的联系

依据上述仿真成果,本文在坚持滤波电容、总电感值较小且不变的情况下,经过改动L1 ,L2 进行相关功能比较,最终提出在滤波电容C2 值以及L1 + L2 总电感量值不变的情况下,L1 电感值大于L2 电感值的时分,此刻LCL滤波器的功能到达最优。而且依据滤波器的约束条件对滤波器的参数进行如下规划:

(1)谐振频率能够表明为:

在已知谐振频率的前提下能够求出滤波电容C2 ,而C2 吸收的无功功率不能大于体系额外有功功率的5%,此处选取2%的无功功率;能够得到:

式中:Pn 为并网逆变器输出的额外有功功率;ug 为相电压有效值;f1 为电网基波频率。

(2)LCL 滤波器总的电感所发生的阻抗压降小于正常额外作业情况下电网电压的10%;由式(2)以及上述推导能够得到:

3 试验验证

在额外容量10 kVA的单相并网逆变器样机上其电路拓扑如图1所示,给定电网额外电压230 V,直流电压580 V,调制频率5 kHz,而且坚持滤波电容C1 为20 μF且总电感值L1 + L2 为2.5 mH 不变的情况下,经过改动L1 ,L2 的参数进行相关比较试验,别离得到了逆变电压以及并网电流的波形图如图3所示。

图3 试验波形

经过上述试验能够显着看出在滤波电容、总电感值不变的情况下,当滤波电感L1 大于L2 的时分比较L2 大于L1 时所规划的LCL 滤波器的实践功能愈加优胜,即逆变器逆变输出电压以及并网电流的电能质量愈加优化。

4 结语

本文依据LCL滤波器L1 + L2 ,C2 两者之间的联系,提出了一种在滤波电容以及总电感值较低且不变的情况下,经过改动滤波电感L1,L2 的值规划出满意并网要求且谐波按捺最为显着的滤波器。最终在10 kVA的单相并网逆变器样机上验证了当滤波电感L1 大于L2 的时分,LCL滤波器的实践功能愈加显着。

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