基于級聯(lián)逆變器的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制策略

將逆變器設(shè)計(jì)為典型的Ⅱ型系統(tǒng)：取TLPF=T2=10ms，λ=0．435，Udc(N+1)=160V，kif=0．2，CN+1=5600μF，則有Kd≈0.42，Kpv≈3.2，PI調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)為0．16。將設(shè)計(jì)出的參數(shù)代入式(3)，可得電壓外環(huán)的頻率響應(yīng)及階躍響應(yīng)如圖6所示。由圖6a可見，系統(tǒng)可等效為一截止頻率為18．8 Hz(閉環(huán)帶寬)的低通濾波器，能很好地抑制母線電壓諧波分量，保證了穩(wěn)態(tài)輸入電流質(zhì)量。由圖6b的母線電壓單位階躍響應(yīng)可知，電壓調(diào)節(jié)時(shí)間約為80ms。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

設(shè)計(jì)了基于3個(gè)2H橋單元構(gòu)成的級聯(lián)逆變器的單相10 kWp光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。前兩個(gè)2H橋單元為梯形波控制，在標(biāo)準(zhǔn)光照和環(huán)境溫度下，逆變單元輸入直流母線電壓分別為80 V，160 V，第3個(gè)2H橋單元為三態(tài)DPM電流滯環(huán)跟蹤控制，輸入直流電壓為160 V。并網(wǎng)電流濾波電感L=2．5 mH。圖7為基于級聯(lián)逆變器的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)電流閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果。由圖可見，并網(wǎng)電流與電網(wǎng)電壓同相位。在光照強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，并網(wǎng)電流幅值指令發(fā)生變化。圖7a，b分別為電流幅值指令為40 A和60 A時(shí)實(shí)驗(yàn)波形，相應(yīng)并網(wǎng)功率分別為6．22 kW，9．33 kW。即隨著光照強(qiáng)度增強(qiáng)，并網(wǎng)電流和功率增加，實(shí)現(xiàn)了對光伏輸出功率點(diǎn)跟蹤。

5 結(jié)論

這里提出了通過控制級聯(lián)逆變器輸入直流母線電壓值為恒定，來實(shí)現(xiàn)輸入電壓控制(功率控制環(huán))和光伏系統(tǒng)并網(wǎng)電流控制(電能質(zhì)量控制環(huán))的解耦的控制方法，通過仿真及實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，其結(jié)果與理論分析一致。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對光伏輸出的最大功率點(diǎn)跟蹤，驗(yàn)證了所提控制方法的有效性。