基于坐标变换的单相光伏并网控制策略的研究

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1、研究与设计基于坐标变换的单相光伏并网控制策略的研究台流臣，王金梅，苏婷(宁夏大学物理电气信息学院，宁夏银川750021)摘要：一种单相两级式光伏并网发电控制系统的仿真研究。根据硅型光伏电池的特性，研究设计了光伏电池的仿真模型，该模型可以模拟任意日照和温度下光伏电池的输出特性。在最大功率点跟踪的算法方面，基于传统电导增量法的进行改进，提出了一种变步长的跟踪算法。逆变环节采用全桥逆变电路，根据瞬时无功理论，虚拟出一个与单相交流电流分量正交的交流量，基于旋转坐标变换并利用PI调节控制来实现逆变电流的无静差并网控制，同时实现了有功、无功功率的解耦控制。详细分析了所提出的系统的工作原理和

2、控制策略，采用Matlab/Simulink对系统进行了仿真验证，仿真结果表明该系统能实现光伏阵列最大功率点的快速、准确跟踪，逆变输出电流控制精度高、谐波含量低，能实现单位功率因数并网发电。关键词：光伏并网系统；最大功率点跟踪；增量电导法；坐标变换中图分类号：TM615文献标识码：A文章编号：1002-087X(2014)02-0286-04Researchoncontrolstrategyofsingle-phasephotovoltaicgrid-connectedsystembasedonframetransformationTAILiu-chen,WANGJin-mei

3、,SUTing(SchoolofPhysicalandElectricalInformationEngineering,NingxiaUniversity,YinchuanNingxia750021,China)Abstract:Asimulationsystemforsingle-phasegrid-connectedphotovoltaic(PV)systemwasproposed.TheelectricalmodelandnonlinearcharacteristicsofthesiliconPVcellwereanalyzed.TheSimulinksimulation

4、modelwasbuiltbasedontheoutputcharacteristicsofsinglePVcell.Animprovedmaximumpowerpointtracking(MPPT)methodbasedonthetraditionalincrementalconductancemethodwassimulatedandstudied.DC-AClink,usingthefull-bridgeinvertercircuit,accordingtotheinstantaneousreactivepowertheory,imaginarycomponentwasb

5、uiltandprocessedbyParktransformation.TheACcomponentintoDCcomponentwaschanged.Thesteady-stateerrorofthegridcurrentcouldbeeliminatedbythesimplePIcontrol.Thentheinverteractiveandreactivepowercontrolwereallowed.Experimentalresultsshowthatwhenthehighstabilityandhighefficiencyofthismodifiedstrateg

6、yisappliedinsingle-phasegrid-connectedPVsystem,theoutputcurrenthashighcontrolprecision,lowharmonicandunitpowerfactoroperationarerealized.Keywords:photovoltaicgrid-connectedsystem;maximumpowerpointtracking;incrementalconductancemethod;frametransformation传统能源的短缺和环境污染是当今世界面临的重大问统稳定性和转化效率、降低成本的研

7、究[1-2]。题，研究开发可再生能源发电系统具有重要意义。太阳能作为现在逆变系统的主要拓扑结构分为单级式逆变系统和两可再生能源之一，以其无噪声、无污染、能量普遍等优点越来级式逆变系统。单级式系统效率高，但其控制较为复杂，实际越受到重视。太阳能开发利用必将在21世纪得到长足的发应用困难。两级式系统的效率比单级式较低，但其最大功率跟展，而光伏并网发电是太阳能利用的必然发展趋势，并且光伏踪和逆变并网控制分别独立完成，控制相对简单，是目前采用发电在未来的发电系统中也将占据越来越重要的地位。由于较多的