光伏發(fā)電Z源逆變器能量成型控制策略研究.pdf

1、太陽能發(fā)電作為一種新能源發(fā)電具有很大的優(yōu)勢。其具有工作無噪聲，便于小型化安裝，適合貼近居民區(qū)安裝等優(yōu)勢，因此得到了快速的發(fā)展。課題以太陽能發(fā)電為背景，研究了應(yīng)用于太陽能發(fā)電的Z源并網(wǎng)逆變器的新型控制算法。通過分析Z源并網(wǎng)逆變器的發(fā)展現(xiàn)狀，研究目前Z源并網(wǎng)逆變器控制策略的不足，分析能量成型控制策略的優(yōu)勢，結(jié)合Z源并網(wǎng)逆變器應(yīng)用于光伏發(fā)電的特點(diǎn)，提出了采用能量成型控制策略進(jìn)行Z源并網(wǎng)逆變器控制的研究。
　　首先，對Z源逆變器的升壓原理

2、進(jìn)行了闡述，詳細(xì)分析了應(yīng)用于Z源逆變器控制的三種升壓調(diào)制策略，并結(jié)合SVPWM逆變調(diào)制方式將三種升壓調(diào)制策略以直通時(shí)間的形式注入到SVPWM調(diào)制信號中。
　　其次，對Z源并網(wǎng)逆變器的傳統(tǒng)PI控制進(jìn)行了研究。采用基于并網(wǎng)電流閉環(huán)的控制策略，分析了其并網(wǎng)控制的控制特性，通過調(diào)節(jié)PI參數(shù)，可以使系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期的控制目標(biāo)；進(jìn)一步分析了其孤島運(yùn)行狀態(tài)，采用基于輸出電壓閉環(huán)的控制，可以使Z源并網(wǎng)逆變器工作于孤島模式；在其并網(wǎng)和孤島的切換中提出了

3、修正調(diào)制信號控制和給定電流漸增控制，減小切換沖擊。在PI控制中，總結(jié)了其不足，為能量成型控制器的提出奠定了基礎(chǔ)。
　　然后，通過分析能量成型控制策略的理論基礎(chǔ)，結(jié)合Z源并網(wǎng)逆變器的特性，建立了其綜合的端口受控哈密頓（PCH）模型。在PCH模型的基礎(chǔ)上通過阻尼注入和互聯(lián)矩陣的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)了Z源并網(wǎng)逆變器的能量成型控制器。通過仿真驗(yàn)證了控制器設(shè)計(jì)的正確性。在以上研究基礎(chǔ)上，通過比較Z源并網(wǎng)逆變器的PI控制和能量成型控制得出了采用兩種控

4、制方法各自的優(yōu)缺點(diǎn)。Z源并網(wǎng)逆變器的PI控制存在PI參數(shù)的調(diào)整費(fèi)時(shí)耗力，且PI控制魯棒性較差，經(jīng)常出現(xiàn)輸出飽和或振蕩的情況，而能量成型控制器的參數(shù)可以通過數(shù)學(xué)模型計(jì)算得到，不需反復(fù)的試湊，且具有較好的魯棒性。
　　最后，通過建立光伏電池的仿真模型分析了其輸出特性，對應(yīng)用于光伏發(fā)電的MPPT控制策略進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合能量成型控制器，將MPPT控制算法以差分方程的形式嵌入到能量成型控制器中，建立了采用能量成型控制算法的光伏發(fā)