一种基于离网光伏逆变器的LC滤波器设计方法与流程
本发明涉及滤波器，尤其涉及一种基于离网光伏逆变器的lc滤波器设计方法。
背景技术：
1、近年我国光伏发电产业得到迅速发展，目前光伏离网逆变电路广泛使用pwm控制技术。由于pwm逆变电路使用载波对正弦信号波调制，产生了和载波有关的谐波分量，这些谐波分量影响着pwm逆变电路的输出，所以需要设计滤波器对谐波进行滤除，以得到较好的正弦形。l滤波器为一阶系统，对高次谐波滤除不能达到很好的效果；而lcl滤波器提高到了三阶系统，增加了控制难度，降低了系统稳定性，其体积也较大，成本较高，采用lcl滤波的逆变器系统可能处于不稳定的工作状态。
2、因此，有必要提供一种基于离网光伏逆变器的lc滤波器设计方法，优化thdv(电压总谐波畸变率)问题，降低生产成本、提高电路稳定性。
技术实现思路
1、本发明公开了一种基于离网光伏逆变器的lc滤波器设计方法，其可以有效解决背景技术中涉及的技术问题。
2、为实现上述目的，本发明的技术方案为：
3、一种基于离网光伏逆变器的lc滤波器设计方法，该方法包括以下步骤：
4、s1、在逆变器电路的输出端设置由电感l1和电容c1组成的一级lc低通滤波器，并采用pwm驱动控制；
5、s2、确定pwm电压中的最低次谐波频率fl、基波频率fp和载波频率fs；
6、s3、一级lc低通滤波器的截止频率为fr，则fr取值满足下式，
7、10fp≤fr≤fl，
8、
9、根据上式确定fr的值；
10、s4、其中l为电感l1的电感量，c为电容c1的电容量，根据fr的值确定电感l1和电容c1的参数。
11、本发明主要从优化thdv(电压总谐波畸变率)研究lc滤波网络，综合分析了应用于离网光伏逆变器中的lc滤波电路的设计，提出了一种更为实用的方法，对实际的优化逆变输出波形设计具有较好的指导意义，以用于离网光伏逆变电路的一级lc滤波器为例，在实际的离网光伏3000va逆变器项目上，验证了该设计方法的可行性和有效性。
12、作为本发明的一种优选改进：所述步骤s3中，
13、作为本发明的一种优选改进：所述逆变器电路包括输入端口l和输入端口n，所述输入端口l连接电容cx1的一端、整流桥bd1的引脚1和继电器rly一端，所述整流桥bd1的引脚2连接mos管q1的漏极、mos管q4的漏极、电容c2的一端和直流电源正端，所述mos管q1的源级连接mos管q2的漏极和电感l1的一端，所述mos管q4的源级连接mos管q3的漏极和继电器rly1的另一端，所述输入端口n连接所述电容cx1的另一端、所述整流桥bd1的引脚3和继电器rly2的一端，所述继电器rly2的另一端连接所述电感l1的另一端、电容c1的一端和继电器rly3的一端，所述整流桥bd1的引脚4连接所述mos管q2的源级、所述mos管q3的源级、所述电容c2的另一端和直流电源负端，所述电容c1的另一端连接所述mos管q3的漏极和继电器rly的一端，输出端口out-n连接电容cx4的一端和所述继电器rly3的另一端，输出端口out-l连接所述电容cx4的另一端和所述继电器rly4的另一端。
14、作为本发明的一种优选改进：所述步骤s1中，逆变器电路用脉冲宽度按正弦规律变化、与正弦波等效的pwm驱动，控制电路中mos管的通断，使其输出脉冲电压的面积与理想正弦波在相应区间内的面积相等。
15、作为本发明的一种优选改进：所述mos管q1、所述mos管q2、所述mos管q3和所述mos管q4为igbt。
16、作为本发明的一种优选改进：所述步骤s4中fr的值为所述步骤s3中确定的fr值的0.7-1.2倍。
17、本发明的有益效果如下：
18、针对逆变器pwm输出电压需要消除高次谐波的要求，综合分析了应用于离网光伏逆变器中的lc滤波电路的设计，通过分析一阶lc滤波器性能对逆变器的影响，根据滤波器截止频率和逆变器载波频率之间的关系来确定lc的参数，通过理论分析和实践证明该方法的可行性，并具有一定的实用价值。
技术特征：
1.一种基于离网光伏逆变器的lc滤波器设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于离网光伏逆变器的lc滤波器设计方法，其特征在于：所述步骤s3中，
3.根据权利要求1所述的一种基于离网光伏逆变器的lc滤波器设计方法，其特征在于：所述逆变器电路包括输入端口l和输入端口n，所述输入端口l连接电容cx1的一端、整流桥bd1的引脚1和继电器rly一端，所述整流桥bd1的引脚2连接mos管q1的漏极、mos管q4的漏极、电容c2的一端和直流电源正端，所述mos管q1的源级连接mos管q2的漏极和电感l1的一端，所述mos管q4的源级连接mos管q3的漏极和继电器rly1的另一端，所述输入端口n连接所述电容cx1的另一端、所述整流桥bd1的引脚3和继电器rly2的一端，所述继电器rly2的另一端连接所述电感l1的另一端、电容c1的一端和继电器rly3的一端，所述整流桥bd1的引脚4连接所述mos管q2的源级、所述mos管q3的源级、所述电容c2的另一端和直流电源负端，所述电容c1的另一端连接所述mos管q3的漏极和继电器rly的一端，输出端口out-n连接电容cx4的一端和所述继电器rly3的另一端，输出端口out-l连接所述电容cx4的另一端和所述继电器rly4的另一端。
4.根据权利要求3所述的一种基于离网光伏逆变器的lc滤波器设计方法，其特征在于：所述步骤s1中，逆变器电路用脉冲宽度按正弦规律变化、与正弦波等效的pwm驱动，控制电路中mos管的通断，使其输出脉冲电压的面积与理想正弦波在相应区间内的面积相等。
5.根据权利要求3所述的一种基于离网光伏逆变器的lc滤波器设计方法，其特征在于：所述mos管q1、所述mos管q2、所述mos管q3和所述mos管q4为igbt。
6.根据权利要求1所述的一种基于离网光伏逆变器的lc滤波器设计方法，其特征在于：所述步骤s4中fr的值为所述步骤s3中确定的fr值的0.7-1.2倍。
技术总结
本发明属于滤波器技术领域，公开了一种基于离网光伏逆变器的LC滤波器设计方法，在逆变器电路的输出端设置由电感L1和电容C1组成的一级LC低通滤波器，根据PWM电压中的最低次谐波频率f<subgt;l</subgt;、基波频率f<subgt;p</subgt;和载波频率f<subgt;s</subgt;确定电感L1和电容C1的参数。本发明的有益效果：针对逆变器PWM输出电压需要消除高次谐波的要求，综合分析了应用于离网光伏逆变器中的LC滤波电路的设计，通过分析一阶LC滤波器性能对逆变器的影响，根据滤波器截止频率和逆变器载波频率之间的关系来确定LC的参数，通过理论分析和实践证明该方法的可行性，并具有一定的实用价值。
技术研发人员：谢明
受保护的技术使用者：广东高斯宝电气技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23