数字控制的非理想因素对并网光伏逆变器运行特性影响与优化方法

更新时间：2020-03-26 12:12:20 大小：7M 上传用户：zhiyao6 查看TA发布的资源 标签：数字控制光伏逆变器 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

光伏并网逆变系统是实现太阳能向可用电能转换的绿色桥梁，光伏并网发电系统现在正在向大批量生产和规模应用发展。光伏电池非线性特性对并网逆变系统稳定性的影响也受到越来越多的重视，特别是单级式光伏逆变系统中采用常规最大功率追踪（MPPT）算法还会存在直流电压迅速跌落失稳的问题。光伏电池能效问题也一直是研究的热点，低成本的适应多变环境的高效最大功率追踪方法一直是光伏发电系统追求的目标。同时随着单片机、DSP等产品开发的日趋成熟，数字化控制逐渐成为光伏逆变系统工业应用的趋势。然而数字控制也给光伏并网发电系统带来了不少问题，例如数字采样引入频率混叠效应，会恶化逆变器输出电能质量；数字延时对采用不同控制方案的逆变系统的稳定性也带来不同的影响，特别是LCL滤波器的逆变系统稳定特性和控制性能在数字控制下会表现出新的特性；此外当电网非理想时，并网锁相环节也会引入与电网背景谐波相应的谐波分量，并衍生出一些新的谐波量，即产生所谓的谐波衍生现象。本文拟按照理论探索、数学建模、原理剖析、方案设计、实验验证的一套科学方法，对数字控制光伏并网逆变系统中的这些关键技术问题进行系统的研究和探索。

光伏并网逆变系统最特殊之处在于其直流源为光伏电池，光伏电池输出特性呈现非线性，并且随着温度、光照强度以及阴影覆盖等外部环境因素的变化，其输出特性也会发生显著变化。这样的直流源特性会直接对光伏并网逆变系统直流侧稳定性造成显著影响，常规的逆变器建模方法不能很好的分析光伏源对逆变器的影响。本文建立了光伏源和逆变器的等效电路模型，将一个复杂的光伏并网逆变系统等效为基本电路元件组成的电源网络，从而方便对系统进行等效分析和快速的仿真模拟。基于此模型清晰地揭示了光伏系统运行在最大功率点（MPP）左侧时会出现低阻尼特性，使逆变器容易出现振荡甚至失稳。进一步基于此等效模型，提出了一种在MPP左侧也能无振荡稳定工作的直流电压环设计方案，保证光伏并网逆变器在全工作范围内获得足够的阻尼，可以有效解决单级式并网逆变器的直流电压失稳问题。

单级式光伏并网逆变系统运行在MPP左侧时稳定性降低的特性表现尤为明显，其特征为母线电压迅速跌落。本文分析了单级式光伏并网系统中直流电压失稳的特殊现象，根据母线电压失稳与最大功率匹配之间的对应关...