基于微型化的光伏發(fā)電系統(tǒng)建模與控制研究.pdf

1、光伏并網(wǎng)發(fā)電已成為國內(nèi)可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容,同時也是引導(dǎo)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。隨著對光伏并網(wǎng)逆變器研究的深入不同的算法、系統(tǒng)方案、拓撲結(jié)構(gòu)日新月異,目的均是為了提高系統(tǒng)效率,可靠性、安全性、經(jīng)濟性,微型逆變器的研究就在在這種條件下誕生。微型逆變器的“微”體現(xiàn)在體積小、結(jié)構(gòu)簡單、功率等級低,采用高頻開關(guān)技術(shù)減少變壓器體積滿足單PV升壓的要求。
　　 由于微型逆變器特殊的拓撲結(jié)構(gòu),為了達到較高的轉(zhuǎn)換效率以及較好的性能需要

2、設(shè)計合理的補償電路、驅(qū)動方式以及控制器。本文首先分析拓撲結(jié)構(gòu),然后建立微型并網(wǎng)逆變器的整體模型,通過對模型的分析提出“PI+重復(fù)控制器”的控制策略以及SPWM脈寬互補驅(qū)動,在論文的最后進行了系統(tǒng)各種功能的仿真研究。主要內(nèi)容包括以下三個方面:
　　 對變換器建立統(tǒng)一的、整體的模型是對變換器進行控制和優(yōu)化的基礎(chǔ)。本文建模的步驟是先分開、分部建模,然后用受控源級聯(lián)前后級,進而構(gòu)建系統(tǒng)的整體模型。分別對光伏并網(wǎng)微型逆變器以及兩級式并網(wǎng)逆

3、變器進行了統(tǒng)一建模,通過整體模型,能有效的反映并網(wǎng)逆變器前后級的有功無功能量的交換。另外,通過對微型逆變器的整體模型可以清楚的反應(yīng)出由于周波變換對直流分量帶來的諧波,為設(shè)計重復(fù)控制器提供了依據(jù)。
　　 光伏并網(wǎng)微型逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)采用交錯反激,通過一級電路實現(xiàn)MPPT與并網(wǎng)電流逆變控制。針對微型逆變器的拓撲結(jié)構(gòu),提出SPWM互補驅(qū)動。通過研究,采用互補SPWM驅(qū)動不但能提升功率,而且能有效地抑制諧波電流。針對微型逆變器功能要求,

4、設(shè)計了雙環(huán)控制結(jié)構(gòu),外環(huán)是功率控制環(huán),MPPT提供的預(yù)測電流有效值與PLL提供的相位信息合成內(nèi)環(huán)內(nèi)環(huán)電流的參考量。合理的補償器是系統(tǒng)性能的關(guān)鍵,本文對內(nèi)環(huán)并網(wǎng)電流控制采用了插入式設(shè)計,并通過仿真研究驗證PI補償器能較好的跟蹤外環(huán)電流變換。
　　 微型逆變器不可避免的存在直流分量,通過周波變換器后產(chǎn)生了周期性的諧波電流。由于PI補償器對周期性諧波抑制不足,而重復(fù)控制器能有效的抑制周期性諧波,結(jié)合兩者的優(yōu)點,論文進行了“PI+重復(fù)控