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(guó)內(nèi)可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容,同時(shí)也是引導(dǎo)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。隨著對(duì)光伏并網(wǎng)逆變器研究的深入不同的算法、系統(tǒng)方案、拓?fù)浣Y(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(jì)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(jiǎn)單、功率等級(jí)低,采用高頻開(kāi)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?fù)浣Y(jié)構(gòu),為了達(dá)到較高的轉(zhuǎn)換效率以及較好的性能需要

2、設(shè)計(jì)合理的補(bǔ)償電路、驅(qū)動(dòng)方式以及控制器。本文首先分析拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),然后建立微型并網(wǎng)逆變器的整體模型,通過(guò)對(duì)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(bǔ)驅(qū)動(dòng),在論文的最后進(jìn)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(gè)方面:
　　 對(duì)變換器建立統(tǒng)一的、整體的模型是對(duì)變換器進(jìn)行控制和優(yōu)化的基礎(chǔ)。本文建模的步驟是先分開(kāi)、分部建模,然后用受控源級(jí)聯(lián)前后級(jí),進(jìn)而構(gòu)建系統(tǒng)的整體模型。分別對(duì)光伏并網(wǎng)微型逆變器以及兩級(jí)式并網(wǎng)逆

3、變器進(jìn)行了統(tǒng)一建模,通過(guò)整體模型,能有效的反映并網(wǎng)逆變器前后級(jí)的有功無(wú)功能量的交換。另外,通過(guò)對(duì)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(duì)直流分量帶來(lái)的諧波,為設(shè)計(jì)重復(fù)控制器提供了依據(jù)。
　　 光伏并網(wǎng)微型逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用交錯(cuò)反激,通過(guò)一級(jí)電路實(shí)現(xiàn)MPPT與并網(wǎng)電流逆變控制。針對(duì)微型逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),提出SPWM互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)。通過(guò)研究,采用互補(bǔ)SPWM驅(qū)動(dòng)不但能提升功率,而且能有效地抑制諧波電流。針對(duì)微型逆變器功能要求,

4、設(shè)計(jì)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(cè)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(bǔ)償器是系統(tǒng)性能的關(guān)鍵,本文對(duì)內(nèi)環(huán)并網(wǎng)電流控制采用了插入式設(shè)計(jì),并通過(guò)仿真研究驗(yàn)證PI補(bǔ)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(guò)周波變換器后產(chǎn)生了周期性的諧波電流。由于PI補(bǔ)償器對(duì)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(diǎn),論文進(jìn)行了“PI+重復(fù)控