光伏逆变器中DC-link电容的选型计算

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1、第46卷第4期电力电子技术Vo1．46，No．42012年4月PowerElectronicsApril2012光伏逆变器中DC—link电容的选型计算蔡晓燕，许敬涛，刘继茂，王柳(1．中国电器科学研究院，广东广州510300；2．中兴通讯股份有限公司，广东深圳518057)摘要：DC．1ink电容是光伏逆变器直流侧电路的重要组成部分，其设计选型对逆变器的性能、体积、重量及成本均有一定影响。以单级三相全桥拓扑的光伏逆变器为例。重点讨论了薄膜电容的额定电压、容量及纹波电流等参数所需满足的要求，进行了理论分析、计算和仿

2、真，以期对实际应用中的电容选取提供参考。关键词：逆变器；薄膜电容；纹波电流；额定电压中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)04—0043—02AnalyticCalculationoftheDC．1inkCapacitorforPVInvertersCAIXiao-yan，XUJing—tao，LIUJi—mao2，WANGLiu(1．ChinaNationalElec。tricApparatusResearchInstitute，Guangzhou510300，China)A

3、bstract：DC-linkcapacitorisallimportantpartoftheDCsidecircuitforthePVinverter，theselectionhascertaininfluenceontheproperty，volume，weightandcostoftheinverters．ThedevelopmenttrendsofDC-linkcapacitorisin-trodueed，andthenthePVinverterofsingle-stagethree-phasefull—b

4、ridgetopologyissetasanexample．Therequire—mentswhichtheratedvoltage．capacit)’andripplecurrentofthefilmcapacitorneedtomeetarediscussedandthetheoryanalysis，calculationandsimulationwithaviewtoprovideareferenceforthepracticalapplicationoftheca-pacitorselection．Keyw

5、ords：inverter；filmcapacitor；ripplecurrent；ratedvoltage1引言(1)额定电压金膜电容通常有1．2～1．5倍较长时间的过压能力。在光伏逆变器中，直流侧的电太阳能电池板作为光伏逆变器的直流侧电压为光伏组件的输出电压。其受时间、当地环境和源。需要通过直流母线与逆变单元链接。这种供电气候的影响很大。因此光伏逆变器的直流侧不可方式称为DC．1ink。在光伏逆变器中。DC—link电容能出现长时间运行于最大电压的情况。DC．1ink电器吸收逆变单元向直流侧索取的高幅值脉动电容

6、额定电压的选取只需等于或略大于直流侧的最流，使直流电压波动保持在允许范围内；它是光伏高电压值，不必考虑留有裕量。逆变器直流侧电路的重要组成部分，其设计选型(2)电容容量【-】在实际工程应用中，DC—link对逆变器的性能、体积、重量及成本均有一定影电容是以开关器件的载波频率来完成充放电的。响。随着金属薄膜电容制造工艺和技术的不断进在一个PWM周期内，开关器件导通时，由光伏组步，成本不断降低，其在大功率电力电子设备中具件和DC．1ink电容同时为逆变单元提供能量，开关有明显的优势。这里以单级三相全桥拓扑的光伏器件关断

7、时，光伏组件便向DC—link电容充电，储逆变器为例，对金属薄膜电容的额定电压、容量及存能量。假设直流母线传输的最大功率为P0，并且纹波电流等参数所需满足的要求进行分析计算，使用的电容为无损元件．则可认为在一个开关周旨在为实际应用中的电容选取提供参考。期内，母线所需提供的能量约为：2DC-link电容的参数计算与选择Wjn=()(1)式中：为逆变器的效率；为载波频率。金属薄膜电容的选型所需考虑的通常有额定．由电容两端的电压纹波，可计算出一个开关电压、电容容量、纹波电流等几个参数。周期内电容所释放的能量为：11Q=1

8、C(U+Au)一1((U-Au)=2CUAu(2)厶二定稿日期：2012—02—10式中：U为直流母线电压，在光伏逆变器中，该电压应为满作者简介：蔡晓燕(1981一)，女，湖北黄冈人，硕士，研究方足最大功率点跟踪(MPPT)范围的最小直流输入电压；Au向为大功率可控硅整流电源、光伏逆变器等。为母线纹波电压。43第46卷第4期电力电子技术Vo1．46．No．4