基于110kV錐山變電站光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)研究

　　4 光伏并網(wǎng)逆變器的研究

　　4.1 性能特點(diǎn)

　　光伏并網(wǎng)逆變器采用美國(guó)TI 公司DSP 控制芯片， 主電路采用日本最先進(jìn)的智能功率IPM 模塊組裝，運(yùn)用電流控制型PWM 有源逆變技術(shù)和優(yōu)質(zhì)進(jìn)口高效隔離變壓器，可靠性高，保護(hù)功能齊全，且具有電網(wǎng)側(cè)高功率因數(shù)正弦波電流、無(wú)諧波污染供電等優(yōu)點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)圖2 所示。

　　并網(wǎng)逆變器通過(guò)三相逆變器，將光伏陣列的直流電壓變換為高頻的三相交流電壓，并通過(guò)濾波器濾波變成正弦波電壓接著通過(guò)三相變壓器隔離升壓后并入電網(wǎng)發(fā)電。為了使光伏陣列以最大功率發(fā)電，在直流側(cè)采用了先進(jìn)的MPPT（Maximum Power Point Tracking)）算法。

　　4.2 基于模糊控制的太陽(yáng)電池最大功率點(diǎn)跟蹤控制算法

　　4.2.1 太陽(yáng)電池特性

　　日照強(qiáng)度在極大的程度上影響太陽(yáng)電池陣列的輸出電流。圖3 給出了不同日照強(qiáng)度下典型的I-V 和P-V 特性。

　　圖4 為太陽(yáng)電池陣列的輸出功率特性P-V 曲線， 由圖可知當(dāng)陣列工作電壓小于最大功率點(diǎn)電壓Vmax 時(shí)，陣列輸出功率隨太陽(yáng)電池端電壓Vpv 上升而增加； 當(dāng)陣列工作電壓大于最大功率點(diǎn)電壓Vmax時(shí)，陣列輸出功率隨Vpv 上升而減少。MPPT 的實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)自尋優(yōu)過(guò)程，即通過(guò)控制陣列端電壓Vpv ，使陣列能在各種不同的日照和溫度環(huán)境下智能化地輸出最大功率。

　　本項(xiàng)目采用基于模糊邏輯的MPPT 控制算法，取得了良好地動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和精度。

　　4.2.2 基于模糊邏輯控制器的MPPT基于模糊集合和模糊算法的模糊理論可以得出一系列模糊控制規(guī)則，可以由DSP 十分簡(jiǎn)明的執(zhí)行。模糊邏輯控制器的設(shè)計(jì)主要包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容：

　　1）確定模糊控制器的輸入變量和輸出變量；
　　2）歸納和總結(jié)模糊控制器的控制規(guī)則；
　　3）確定模糊化和反模糊化的方法；
　　4）選擇論域并確定有關(guān)參數(shù)。實(shí)現(xiàn)MPPT 的模糊邏輯控制器構(gòu)成如圖5 所示。

　　4.2.3 模糊推理算法

　　在模糊理論中，模糊控制的推理方法很多，但在模糊控制中應(yīng)用較多有Mamdani 推理、Larsen 推理、Tsukamoto 推理和Takagi-Sugeno推理。本文采用Mamdani 推理舉例說(shuō)明控制算法， 推理規(guī)則采用“if……then……”的語(yǔ)句格式進(jìn)行定義。