兩級式光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)控制策略研究.pdf

1、近年來，光伏并網(wǎng)發(fā)電持續(xù)發(fā)展，必將在未來新能源發(fā)電中占有至關重要的一席之地。全球環(huán)境惡化和一次能源的日益減少推進了國內(nèi)外光伏發(fā)電系統(tǒng)的快速增長。并網(wǎng)逆變系統(tǒng)是整個光伏發(fā)電系統(tǒng)中至關重要的一部分，保證其可靠安全并網(wǎng)具有重要意義。本文針對三相并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，圍繞三相光伏發(fā)電系統(tǒng)建模，電網(wǎng)電壓平衡和電網(wǎng)電壓不平衡時系統(tǒng)并網(wǎng)控制，以及相關的低電壓穿越技術等方面展開研究分析。
　　本文針對兩級式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，采用三相三線制。前級為光伏陣列

2、和Boost變換器電路，首先建立光伏電池的工程模型方便研究應用，采用一種電壓閉環(huán)MPPT控制結構，從而實現(xiàn)前級電路升壓和最大功率跟蹤的目的。其次，后級選用基于LCL濾波器的三相逆變器結構，其一般數(shù)學模型得以建立。分析LCL濾波器的濾波特性，介紹其參數(shù)設計方法。由于濾波器存在諧振尖峰，需采用阻尼控制保證系統(tǒng)穩(wěn)定。在電網(wǎng)電壓平衡情況下，采用基于比例積分的電壓電流雙閉環(huán)控制結構對并網(wǎng)電流進行控制，保證并網(wǎng)電流平衡及單位功率因數(shù)并網(wǎng)。最后仿真驗

3、證所建立的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在電網(wǎng)電壓平衡時能穩(wěn)定安全運行。
　　在實際運行中，電網(wǎng)可能會出現(xiàn)不平衡狀況。此時根據(jù)光伏陣列輸出特性和逆變器并網(wǎng)要求，對光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)進行研究，建立不平衡情況下的數(shù)學模型來實現(xiàn)前級Boost電路和后級逆變系統(tǒng)的獨立控制。采用基于SOGI的正交信號發(fā)生器進行正負序分量分離并完成對電網(wǎng)電壓的鎖相。同時，分別提出抑制負序電流的控制策略以及抑制直流側電壓波動的控制策略，兩者均基于dq旋轉(zhuǎn)坐標系。最后通過建立光

4、伏并網(wǎng)系統(tǒng)的仿真模型，驗證所提出的控制策略在電網(wǎng)電壓不平衡情況下的有效性。
　　為了實現(xiàn)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的低電壓穿越，根據(jù)光伏陣列輸出特性和逆變器并網(wǎng)要求，對并網(wǎng)系統(tǒng)進行研究。先介紹光伏電站低電壓穿越標準，并簡要分析電壓跌落時逆變器的運行狀況。在電網(wǎng)跌落故障期間，采用前級定功率控制使光伏陣列輸出定額功率，后級逆變器控制輸出一定量的無功，從而限制逆變器直流側過電壓和并網(wǎng)電流。同時，為了抑制并網(wǎng)電流中的負序分量，采用抑制負序電流的控制策略