基于平面集成技術的并網(wǎng)逆變器LCL濾波器研究.pdf

1、自從18世紀蒸汽機發(fā)明，人類進入工業(yè)化之后，以石油、煤炭為代表的化石能源消費需求量與日俱增，一方面，在帶來了極大工業(yè)文明的同時，也隨之帶來了氣候變暖，環(huán)境污染等相關生態(tài)問題；另一方面，由于化石能源的儲量有限，且不可再生，能源危機即將到來。發(fā)展清潔與可再生能源已迫在眉睫。這時以太陽能，風能為代表的分布式能源進入人類視野。由于其具有可持續(xù)，清潔等特點，近些年分布式能源在全世界范圍內都有較為長足的發(fā)展。而分布式能源由于其自身特性，產生的電能有

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)濾波器就是其關鍵技術之一。
　　本文首先對單相并網(wǎng)逆變器輸出端的諧波進行了分析。具體諧波含量由開關管的控制方式和頻率決定，說明了在逆變器并網(wǎng)過程中L型和LCL型濾波器的有效性。然后針對并網(wǎng)的入網(wǎng)電流需要達到國際與國內標準，以及需要同時兼顧濾波器性能、功率因數(shù)和損耗等要求，在盡量滿足以上限制條件的情況下，分別設定電

3、容、電感、阻尼電阻、諧振頻率設計的基本原則。從而以一臺功率為600W的并網(wǎng)逆變器為對象，設計了LCL濾波器的各項關鍵參數(shù)，制作了一套分立式LCL濾波器。接著對LCL型濾波器的數(shù)學模型進行定性分析，說明其對諧波抑制的有效性。通過軟件仿真平臺設計了一套600W的單相并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，驗證了之前對LCL型濾波器關鍵參數(shù)設計的正確性。同時對比了當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濾波器結構。采用鐵氧體材料的E型磁芯的中柱與PLT磁芯充當電感鐵心，通過平面磁集成技術實現(xiàn)了對兩個電感與一個電容的集成。并以一臺600W的并網(wǎng)逆變器為對象，制作出了一套平面集成式LCL濾波裝置。之后，針對分立式LCL濾波器存在的缺陷，提出了另一種新型平面集成式LCL濾波器結構。分別采用E型磁芯的兩側邊柱與PLT磁芯充當鐵心，通過平面磁集成技術實現(xiàn)了對兩個電感與一個電容的集成。通過600W的