基于平面集成技术的并网逆变器lcl滤波器研究

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1、学校代码10530学号201330111771分类号TM615密级硕士学位论文基于平面集成技术的并网逆变器LCL滤波器研究学位申请人史氙指导教师邓成博士（校内）朱广辉高工（校外）学院名称信息工程学院学科专业电气工程研究方向电力电子技术二〇一六年六月六日ResearchofPlanarIntegratedLCLFilterforGrid-ConnectedSinglePhaseInverterCandidateShiXianSupervisorDengChengCollegeCollegeofInformationEngineeringProgramEl

2、ectricalEngineeringSpecializationPowerElectronicsDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune，2016湘巧大学学位论文原創性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研巧做出重要贡献的个人和集体，均己在文中ｔｕ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

3、作者窺名：曰期：及年护曰＾（＾学位论文版权使用援权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向围家有关部ｎ或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可将本学位论文的全部或部分内容编Ｌ义采用影印入有关数据库进行检索，巧、缩印或扫描等复制手段保存和汇編木学位论文。涉密论文按学校规定处理。：曰期作者签名史年：对批（巧店曰导师签名：期：如的ｔ月日可式乘给＾本论文工作得到：国家自然科学基金面上项目支持（项目编号：51577161）谨致谢意！摘要自从18世纪蒸汽

4、机发明，人类进入工业化之后，以石油、煤炭为代表的化石能源消费需求量与日俱增，一方面，在带来了极大工业文明的同时，也随之带来了气候变暖，环境污染等相关生态问题；另一方面，由于化石能源的储量有限，且不可再生，能源危机即将到来。发展清洁与可再生能源已迫在眉睫。这时以太阳能，风能为代表的分布式能源进入人类视野。由于其具有可持续，清洁等特点，近些年分布式能源在全世界范围内都有较为长足的发展。而分布式能源由于其自身特性，产生的电能有直流、交流，且谐波含量大，并不能直接接入电网。此时就需要逆变装置和滤波装置将分布式能源有效地接入电网。本文研究的单相并网滤波器就是其关

5、键技术之一。首先，论文对单相并网逆变器输出端的谐波进行了分析。具体谐波含量由开关管的控制方式和频率决定，说明了在逆变器并网过程中L型和LCL型滤波器的有效性。然后针对并网的入网电流需要达到国际与国内标准，以及需要同时兼顾滤波器性能、功率因数和损耗等要求，在尽量满足以上限制条件的情况下，分别设定电容、电感、阻尼电阻、谐振频率设计的基本原则。从而以一台功率为600W的并网逆变器为对象，设计了LCL滤波器的各项关键参数，制作了一套分立式LCL滤波器。接着论文对LCL型滤波器的数学模型进行定性分析，说明其对谐波抑制的有效性。通过软件仿真平台设计了一套600W的

6、单相并网逆变系统，验证了之前对LCL型滤波器关键参数设计的正确性。同时对比了当电感量相同的条件下，LCL型滤波器比L型滤波器有更好的滤波效果。其次，论文针对分立式LCL滤波器存在体积大，功率密度低的缺陷，提出了一种新型平面集成式LCL滤波器结构。采用铁氧体材料的E型磁芯的中柱与PLT磁芯充当电感铁心，通过平面磁集成技术实现了对两个电感与一个电容的集成。并以一台600W的并网逆变器为对象，制作出了一套平面集成式LCL滤波装置。之后，论文同样针对分立式LCL滤波器存在的缺陷，提出了另一种新型平面集成式LCL滤波器结构。分别采用E型磁芯的两侧边柱与PLT磁芯

7、充当铁心，通过平面磁集成技术实现了对两个电感与一个电容的集成。通过600W的并网逆变实验平台，详细介绍了设计过程，并制作出一套平面集成式LCL滤波装置。最后，搭建了一套600W的单相并网逆变实验平台，分别对单L型，分立式LCL型及两种平面集成型的LCL滤波器进行了测试。比较了它们的各项性能，验证了前文的理论推导和设计。关键词：并网逆变器；LCL滤波器；平面集成；参数设计IAbstractSincetheinventionofthesteamenginein18thcentury,humanbeinghasenteredtheindustrialage.

8、Withtheincreasingfossilenergyconsumptiondemando