濾波電感的設(shè)計(jì)

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)方面來考慮:①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(dāng)輸出電壓處于峰值附近，即v（t）=V 時(shí)，輸出電流波紋最大，設(shè)此時(shí)開關(guān)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(guān)管的工作頻率f=8kHz,T=125us,取電流波紋系數(shù)r=0.15,則由式（5-18）計(jì)算可：L_311x（400-311）x125x10-6?61^f9.5x0.15x400 ，m因此，要保證實(shí)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(guān)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(diào)制理論可知，V= （5-21）其中，m為調(diào)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(shí)際設(shè)計(jì)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(jì)算是建立在額定輸出電壓，即V=220V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)最終選取電感值L=JmH，電感的額定電流為11A。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：P=2P?sin泌.t） （5-24）其中P是注入電網(wǎng)的平均功率，冬'盧角頻率，'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500RF。考慮到耐壓，我們選取2個(gè)1000"/400V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(gè)100K電阻，由三個(gè)33K/1W電阻串聯(lián)組成。5.3.3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：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(jī)構(gòu)許可下，特殊設(shè)計(jì)以提供無功功率補(bǔ)償?shù)哪孀兤骺沙龃讼拗乒ぷ?注2：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。5.3.5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±0.5&電網(wǎng)額定頻率為50Hz。5.3.6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)不超過其輸出電流額定值的0.5%或5mA，應(yīng)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(yīng)不超過GB17799.3規(guī)定的發(fā)射限制；bb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GB17799.3規(guī)定的發(fā)射限制。2.3太陽電池陣列輸出功率數(shù)學(xué)模型本文采用TRW太陽電池陣列輸出功率數(shù)學(xué)模型［3,4］。任意太陽輻射強(qiáng)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(shè)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(diǎn)電流和電壓，則當(dāng)光伏陣列電壓為V，其對(duì)應(yīng)點(diǎn)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(shù)（Amps/oC）；p為在參考日照下的電壓變化溫度系數(shù)（