單相光伏并網(wǎng)逆變器直流注入問(wèn)題的成因和抑制

iL(N -i -19)…iL(i +20) =-iL(N -i) 帶入式(3)即得iε =0 .當(dāng)iL(t) 中含有直流分量idc 時(shí)，iε≠ 0 ,其值的大小代表iL(t)中含直流分量的多少，iε(t)的值越大說(shuō)明所含直流分量的值也越大。在無(wú)差拍電流控制環(huán)中，將iε(t)乘上一個(gè)比例系數(shù)KI作為一個(gè)負(fù)反饋補(bǔ)償。KI的大小與電路結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系，需要根據(jù)實(shí)際情況恰當(dāng)?shù)倪x擇KI,以實(shí)現(xiàn)快速且穩(wěn)定的直流抑制。

　　2.2.3 仿真分析

　　為了驗(yàn)證理論分析和直流抑制控制方法的有效性，在Matlab/Simulink 環(huán)境下進(jìn)行時(shí)域仿真，圖5為時(shí)域仿真搭建的電路模型。

　　圖5 基于無(wú)差拍直流抑制控制方法仿真時(shí)域模型

　　直流母線電壓為380 V，系統(tǒng)開(kāi)關(guān)頻率設(shè)置為10 kHz,濾波電感40 mH,濾波電容850 μF，并網(wǎng)電流幅值為設(shè)置為20 A。為了讓仿真效果更明顯，這里假設(shè)電流與電壓測(cè)量電路存在5%的輸出失調(diào)，并網(wǎng)電流波形仿真效果如圖6所示。

　　圖6 并網(wǎng)電流波形

　　圖6中初始時(shí)刻并網(wǎng)電流存在一定量的直流電流，經(jīng)過(guò)閉環(huán)補(bǔ)償環(huán)節(jié)不斷調(diào)節(jié)，在0.15 s時(shí)刻后，直流分量得到充分抑制。為了更直觀地分析并網(wǎng)電流直流分量的變化情況，這里用Simulink/Fourier模塊對(duì)并網(wǎng)電流波形進(jìn)行傅里葉分析，提取其直流分量，如圖7所示。分析可知0.15 s 后直流分量?jī)H有0.02 A，為額定電流的0.12%。直流分量逐步被抑制，調(diào)節(jié)速度快且穩(wěn)態(tài)響應(yīng)好。

　　圖7 抑制后并網(wǎng)電流FFT分析提取直流分量

　　圖8為并網(wǎng)電壓與電流的仿真波形，可以看出基于無(wú)差拍控制算法下所補(bǔ)償?shù)闹绷饕种骗h(huán)節(jié)達(dá)到了很好的效果，且不影響無(wú)差拍控制本身良好的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性。

　　圖8 并網(wǎng)電壓與電流波形

　　3 結(jié)語(yǔ)

　　本文提出一種簡(jiǎn)單有效的偏移型直流抑制算法，其具有簡(jiǎn)單、快速、有效、實(shí)用等特點(diǎn)。根據(jù)實(shí)際工程應(yīng)用提出的電流環(huán)補(bǔ)償方法只需要占用少量的芯片資源而無(wú)需增加額外的硬件設(shè)施，可以廣泛的用于數(shù)字化的控制算法中。同時(shí)對(duì)非線性的直流注入做了具體分析，并定量地給出了元器件的非線性對(duì)直流注入的影響，為測(cè)量元器件的選擇提供了非線性指標(biāo)的參考。仿真結(jié)果表明，基于無(wú)差拍控制基礎(chǔ)上的電流補(bǔ)償環(huán)節(jié)可以有效地抑制直流電流的注入。