500kW大功率光伏并网逆变器的LCL滤波电路设计

500kW 大功率光伏并网逆变器的 LCL 滤波电路设计【摘要】 本文在对比逆变器输出侧 L 及 LCL 滤波器优劣的基础上， 对 500kW大功率光伏逆变器上的 LCL 滤波器参数选型做了详细分析。最后，在所选参数基础上，基于 D— Q 分解法，对 500kW 光伏逆变器进行了并网仿真，实现了单位功率因素并网运行。仿真证明了 LCL 滤波电路选型的正确性。【关键词】光伏并网逆变器； LCL 滤波器；参数设计一、引言随着光伏太阳能电池板的工艺不断进步， 太阳能并网发电逐渐成为热点。 大功率光伏并网逆变技术是太阳能光伏并网发电领域最核心技术之一。 而逆变器侧的滤波器参数选择是关系着其并网的性能优劣的关键点之一。 因此， 设计参数合适的滤波电路及确定合适的滤波电路参数非常重要。二、 L 及 LCL 滤波器效果对比并网逆变器滤波结构主要有 L 型及 LCL 型。L 型滤波器是一阶的，电流谐波幅值一直以 -20dB/dec 下降， LCL 型滤波器是三阶的，在谐振频率之前，和 L 一样，电流谐波幅值以 -20dB/dec 下降，谐振频率之后，电流谐波幅值以 -60dB/dec 下降。随着频率的增加，在高频阶段 LCL能有效抑制谐波成分。同时可以看到，如果想达到相同的滤波效果， LCL 型滤波器总电感量是 L 型滤波器总电感量的 1/3，极大的减小了滤波器的体积，节省了材料及成本。三、 500kW 大功率光伏并网逆变器的 LCL 滤波电路参数设计1.总电感的约束条件LCL 滤波电路中，电容支路开路，总电感大小为 L=L1+Lg ，根据基尔霍夫电压定理有：根据图 1，可以看出， A 点表示逆变器输出电流与电网电压同向，逆变器向电网传输有功功率，功率因素为 1。根据图 1，由余弦定理得出：2.谐振点的约束条件LCL 滤波电路发生谐振时，该次并网谐波谐波电流会显著增加。根据谐振公式，可以知道并网电流发生谐振点频率为：