【并网逆变器拓扑研究与滤波器参数选取案例分析3500字】

并网逆变器拓扑研究与滤波器参数选取案例分析目录 1 1 1 1 3 4 4 5 6 71.1并网逆变器主拓扑结构1.1.1T型三电平并网逆变器T型三电平电路具有通态损耗低，驱动电路简单的特点，但较少用于中高频在对选定的电路进行正弦脉冲宽度调制(SPWM)时，主要手段有单极性SPWM1.1.2逆变器的工作模态正半周期为例绘制的单极性SPWM信号的示意图。在正半周期，当正弦信号同成调制信号。根据触发信号的特点，使T型三电平电路在正半周期工作时，S₃导通时序图如图错误!文档中没有指定样式的文字。.1(d)所示。当输出的触发N(d)工作模态3羊式的文字。.1T型三电平电路工作模态内导通时序和电流模态分析对电流模态的分析研究。当电路工作在正半周时，图错误!文档中没有指定样式的文字。.3所示。在ton期间，开关管S均为导通状态，由于S4处于开路状态，则A点与P点电位相同，处于高电位状平。具体分析为：[to一t₁]期间，由于处于连续导通模式，电感电流有初始值，电路开通电源经由开关管S1向逆变侧电感传输电能，逆变侧电感电流I₁上升至峰值I1maxo[t₁-t₂]期间，开关管S1关闭，电流经过开关管S₃、和S4的反并联二极管进行续流，电感电流下降，当期下降为初始值时，下一周期开始。图错误!文档中没有指定样式的文字。.2单极性调制原理示意图图错误!文档中没有指定样式的文字。.3开关管导通时序与逆变侧电感电流的波形图图错误!文档中没有指定样式的文字。.4常见的滤波器结构器与LC型滤波器的传递函数是的作用是一样的。仅需比较L图错误!文档中没有指定样式的文字。.5所示。图错误!文档中没有指定样式的文字。.5L型滤波器与LCL型滤波器bode图从图中可以看出，在低频范围两种类型的滤波器的bode图近于完全相同。这是因为在低频范围LCL滤波器的传递函数的分母部分的三次项远远小于其一次项，因此可以忽略不计，此时其传递函数与L型滤波器的传递函数完全一样，因此在bode图上两种滤波器的频率特性与相位特性均重合。但随着频率的增加，三次项的影响加大，以至于在高频范围占主导地位的是三次项，大大增加了LCL滤波器的衰减速度。从图中可知，在一个谐振尖峰后，LCL滤波器的高频部分以-60(dB*s/rad)的速度衰减。因此得出结论，LCL型滤波器在低频范围内与相同规格的L型滤波器去除谐波的能力一样，在高频范围内去除谐波的能力显著优于L型。不过LCL型滤波器主要的缺点是会出现频率振荡的高峰。LCL型滤波器固有的谐振尖峰要求我们采取有效方法对其进行抑制，否则在谐振频率处将产生较大的谐波，甚至会引起系统振荡，影响并网系统的安全稳定运行。下文将会讨论对其的抑制方法，并给出具体可行的解决方案。1.2.2滤波器数学模型的建立(a)给出的电路拓扑，在滤波器部分建立其状态方程，I₁为逆变侧电感电流，I₂为并网电流，U₁是逆变器桥臂输出电压，Ug是并网电压，Uc为滤波电容电压。电路的状态方程为：根据状态方程，能够画出系统的框图，如图错误!文档中没有指定样式的文字。.6所示。其传递函数为：图错误!文档中没有指定样式的文字。.6滤波器结构框图1.2.3滤波器参数设计并网逆变器滤波器设计的优劣直接决定了并网逆变器的性能，影响着并网电流质量与系统的稳定性。错误!未找到引用源。中给出了并网逆变器的主要参数，以此为标准设计滤波器。表错误!文档中没有指定样式的文字。.1并网逆变直流母线电压电网电压谐波电网频率逆变侧电感电L₁设计的主要依据是逆变器输出电流I₁,要求能尽量减小逆变器输出电流I₁的纹波且L₁的大小合适。过大的电流纹波会造成不必要的开关管通态损耗，加大电感的磁滞损耗，且会影响并网电流的波形。通用的做法是将逆变器输出电流I₁的纹波最大限制为并网电流I₂的10%。可以假定：式中：为开关频率次谐波次数。这是因为I₁的谐波令参考波角频率为の,载波角频率为wsm,调制比为M,第一类贝塞尔函数为Jn,参考波幅值为Ur,载波幅值为Usm,对逆变器采用单极性调制后的逆变器输出10%,满足要求，则逆变侧电感L1的设计值为：L₁=600μH。一般取电容值小于额定值的10%,即：现行的标准规定并网电流的35次及更高次谐波不能超过0.3%。而35次以计算得出L₂>17μH。在工程实践中，为了防止滤波器在工频处振荡，通常将谐振频率设置为十倍工频到50%开关频率之间，即：1.3小结并绘制了bode图。研究发现LC型滤波器与L型滤波器的数学模型在