單相單級光伏LCL并網(wǎng)逆變系統(tǒng)控制策略研究.pdf

1、近年來，以光伏發(fā)電等新能源為代表的分布式發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展迅猛，而并網(wǎng)方式是光伏發(fā)電的重要運行方式，它可緩解電力系統(tǒng)的負載壓力，提高電力系統(tǒng)運行的可靠性和經(jīng)濟性。
　　在傳統(tǒng)的光伏LCL并網(wǎng)逆變系統(tǒng)中，直流側(cè)電壓只有大于其最小需求電壓時，逆變器才能有效控制并網(wǎng)電流，而最小需求電壓隨電網(wǎng)電壓的增加而增加。為此需在單級逆變系統(tǒng)中串聯(lián)多塊光伏電池以提高其直流側(cè)電壓，但這提高了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用門檻。對此提出一種具有拓展功能的LCL并網(wǎng)逆變

2、系統(tǒng)及其控制方法，在輸入功率范圍內(nèi)該逆變系統(tǒng)對并網(wǎng)電流有較強的控制能力，對逆變器直流側(cè)電壓沒有要求，且電網(wǎng)電壓對其控制能力也沒有影響。與傳統(tǒng)LCL電路相比，所提LCL功能拓展電路同樣具有較好的濾波效果。
　　光伏電池的輸出特性具有強烈的非線性，其輸出功率特性受光照強度和環(huán)境溫度的影響很大，因此需要根據(jù)MPPT算法實時調(diào)整光伏電池的工作點，使其工作在最大功率輸出狀態(tài)。為更好的研究光伏電池最大功率點的跟蹤，本文利用電池的四個工程技術(shù)參

3、數(shù)建立了硅太陽電池的工程用數(shù)學模型。同時本文利用光伏單級式拓撲中直流側(cè)電壓存在的二次脈動，在傳統(tǒng)電導增量法的基礎(chǔ)上，根據(jù)光伏電池的直流電壓、電流和2次脈動電壓、電流提出了基于二次諧波的改進型MPPT算法，在跟蹤上光伏的最大功率之后，除非工作點偏移了最大功率點，否則MPPT算法不再主動對輸出電壓進行反復擾動，從而減少了擾動造成的振蕩，使光伏電池穩(wěn)定可靠的工作在最大功率點。
　　LCL是一個無阻尼三階系統(tǒng)，在控制系統(tǒng)中需要增加阻尼才能

4、使其可靠的穩(wěn)定運行。本文利用基波分量提取環(huán)節(jié)分別提取并網(wǎng)電流的基波分量的相位和幅值，等效增加系統(tǒng)阻尼和相位滯后，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。將所提LCL功能拓展電路應(yīng)用于單相單級光伏LCL逆變并網(wǎng)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)采用了電壓電流雙環(huán)控制，基于基波分量提取的電流控制器能夠有效控制并網(wǎng)電流，從而控制系統(tǒng)的交換功率，實現(xiàn)輸入功率與輸出功率的平衡，通過電壓外環(huán)，可以使光伏電池端電壓無差跟蹤MPPT控制器給出的最佳參考電壓。
　　最后，在Matlab仿真

5、軟件中建立了單相單級式光伏逆變并網(wǎng)系統(tǒng)和其對應(yīng)的控制系統(tǒng)，通過仿真分析了單塊光伏電池在發(fā)生環(huán)境突變、電網(wǎng)電壓突變情況下以及串并聯(lián)多塊電池情況下LCL逆變并網(wǎng)系統(tǒng)的性能，仿真結(jié)果驗證了所提系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其控制方法的正確性，結(jié)果表明該LCL并網(wǎng)逆變器能夠有效控制并網(wǎng)電流，并使光伏電池穩(wěn)定工作在最大功率點，對外界條件突變以及寬范圍的電壓輸入都具有良好的適應(yīng)能力。該系統(tǒng)較強的魯棒性和設(shè)計靈活性能夠降低單級式光伏發(fā)電的應(yīng)用門檻，有利于實現(xiàn)分布式發(fā)電的