光伏并网逆变器控制算法的研究

针对不同的并网逆变器控制算法分别进行了研究。阐述了光伏并网逆变器的拓扑结构及工作原理 ,分析了各自的优缺点。利用 Matlab软件建立模型 ,仿真实验结果表明 ,无差拍控制目前是并网逆变器最合适的控制方案。

低压电器(2009№19)通用低压电器篇

研究与分析

光伏并网逆变器控制算法的研究

张　扬,　杨浩然

(上海电器科学研究所(集团)有限公司,上海　200063)

摘　要:针对不同的并网逆变器控制算法分别进行了研究。阐述了光伏并网逆变器的拓扑结构及工作原理,分析了各自的优缺点。利用Matlab软件建立模型,仿真实验结果表明,无差拍控制目前是并网逆变器最合适的控制方案。

关键词:光伏;逆变器;拓扑;无差拍控制

中图分类号:TM464　文献标识码:B　文章编号:100125531(2009)1920008204

张　扬(1963—),男,教授级高级工,事新能源目的开发,。

ResearchonControlStrategiesofaiGrid2ConnectedIZHANGYang,　(ShanghaiElectrical()Co.,Ltd.,Shanghai200063,China)

　　olof2connectedinverterwerestudiedrespectively.Thetopologystruc2

turepinvertersforgrid2connectedPVsystemwereexpounded,andsomecontrolstrategiesofphot2connectedinverterwereanalyzedandcompared.TheMatlabsimulationmodelwasestablished.Theresultsshowthatthedeadbeatcontrolalgorithmisatpresentthemostsuitableforphotovoltaicgrid2connectedinverter.

Keywords:photovoltaic;inverter;topology;deadbeatcontrol

0　引　言

随着世界能源短缺和环境污染问题的日益严

重,能源和环境成为二十一世纪人类所面临的重大基本问题,清洁的可再生能源的发展和应用越来越受到世界各国的广泛关注。其中,光伏发电以其独特的优点被公认为技术含量高、最有发展

[1]

前途的技术之一。目前,光伏发电系统主要有独立运行模式和并网发电模式两种。光伏并网发电系统与独立发电系统相比具有造价低、输出电

[2]

能稳定的优点,因此,具有广阔的发展前景。本文阐述了光伏并网逆变器的拓扑结构及工作原理,针对目前常见的几种并网逆变器控制算法分别进行研究,说明了各算法的基本原理及各自的优缺点。并且利用Matlab软件建立了各控制算法的模型,通过仿真比较,进一步揭示了各控制算法的特点,为并网逆变器的设计提供了依据。

1　光伏并网逆变器的拓扑结构

光伏并网逆变器的拓扑结构如图1所示

。

图1　光伏并网逆变器主电路

　　图中:T1～T4为功率器件,组成逆变桥;uAB为并网逆变器输出的高频SPWM电压;R为滤波电感和线路的等效电阻(在实际中有时也可忽略不计);un为变压器一次侧电压,ugrid为电网电压。主电路逆变桥左右桥臂分别加上相位差互为

杨浩然(1983—),男,助理工程师,硕士,研究方向为太阳能光伏并网发电。

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针对不同的并网逆变器控制算法分别进行了研究。阐述了光伏并网逆变器的拓扑结构及工作原理 ,分析了各自的优缺点。利用 Matlab软件建立模型 ,仿真实验结果表明 ,无差拍控制目前是并网逆变器最合适的控制方案。

研究与分析

低压电器(2009№19)

通用低压电器篇

180°的SPWM脉冲,经交流侧电感L滤除高频信

号后输送到升压隔离变压器,再经变换隔离向电网馈入与电网电压同频同相的正弦波电流。因为工频变压器的存在,实现了系统和电网的电气隔离,从而增强了系统的安全性和可靠性,目前在功率较大的光伏并网系统中,普遍采用该结构。

制效果不理想。2.2　电流瞬时值有效值双闭环控制

电流瞬时和电流有效值双闭环控制的主电路及控制流程如图2所示。其中:1为电流有效值给定,它根据直流侧输入功率给定;2为输出电流有效值计算,将电流有效值给定与反馈回的输出电流有效值比较后进入PI调节器3运算得出网侧电流幅值给定值;4为锁相环,将网侧电流幅值指令与电网电压频率相位同步的单位正弦波相乘,在5中形成网侧标准电流正弦波;将网侧标准3中比较得到电流偏差放大系数Ki,PWM控;67中得到IPM模块

。

2　逆变器输出电流控制算法

根据控制方式的不同,可将逆变器的控制分为输出电压反馈控制和输出电流反馈控制两种。由于电网有巨大的平衡作用,当光伏并网发电系统中的逆变器并入电网工作时,采用输出电压控制方法的抗干扰能力较弱,且对外部环境变化的响应速度慢,因此,光伏并网发电系统普遍采用逆

[2]

变器输出电流控制的方法。

制、无差拍控制。,[32,神经网络控[5]]制、等,算法上较为复杂,实际应用较少。2.1　电流滞环控制

电流滞环控制是一种基于瞬时值反馈的控制技术,将输出电流反馈到给定端,把反馈信号与给定信号进行比较,可得到一个误差信号,规定一定的误差允许范围,这就是滞环:当反馈值超过上限时,就产生一个控制信号去驱动相应的功率管,使反馈值减小回到滞环范围;到一定的时候反馈值必然会减小到超过下限,此时又要产生一个信号去驱动相对应的另一组功率管,使反馈值增大,回到滞环范围。如此反复,就可使输出电流始终跟踪给定的参考信号,且响应速度快,误差也会控制

[7]

在需要的范围之内。

电流滞环控制根据电流跟踪误差来决定功率器件的开关状态,没有传统的电流调节器,具有快速的动态响应。但缺点是该方法中的滞环宽度一般固定,功率器件开关频率随着电流瞬时 …… 此处隐藏：3393字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……