三相光伏并网逆变器的PR控制技术研究

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn#三相光伏并网逆变器的PR控制技术研究**苏秀娥，周克亮，朱力（东南大学电气工程学院，南京210096）摘要：本文建立了三相光伏并网逆变器的数学模型，分析了三相系统中采用传统PI控制器的优缺点，在此基础上给出了三相光伏并网逆变器的比例谐振控制方案。仿真结果表明该方案能够得到良好的逆变器输出并网正弦电流，实现近似单位功率因数并网。关键词：比例谐振控制；光伏并网；三相逆变器中图分类号：TM464Proportional-ResonantControlofThree-PhasePVGrid-ConnectedInverterSUXiu

2、e,ZHOUKeliang,ZHULi(SchoolofElectricalEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing210096)Abstract:Inthispaper,themathematicmodelofthree-phasePVgrid-connectedinverterisgiven,andtheadvantagesanddisadvantagesofthetraditionalPIcontrollerusedinthree-phasesystemsarediscussed.Adigitalproportional-resonant(PR)

3、controlisproposedtoachievezerotrackingerrorforthree-phasePVgrid-connectedinverter.Simulationresultsareprovidedtoshowthatthesinusoidaloutputcurrentsandunitpowerfactorareachievedwiththeproposedcontrolscheme.Keywords:Proportional-ResonantControl;PVGrid-Connected;Three-PhaseInverter0引言随着传统能源的日趋减少以及环境

4、的日益恶化，太阳能以其清洁、取之不尽、用之不竭等特点，受到世界各国的普遍关注。光伏并网发电技术作为太阳能大规模利用的主要发展趋势，正处于快速发展阶段。逆变器作为光伏发电系统与电网之间的重要接口，其控制策略的选取直接影响到逆变器输出正弦并网电流的好坏。因此，研究逆变器控制策略的文章层出不穷，[1]中介绍了三相整流器的同步旋转的PI控制器，该控制算法利用坐标变换将三相对称交流信号转化为两相直流信号，并要求解耦运算；[2]将无差拍电流控制应用到两级式单相光伏并网发电系统逆变器的控制中，在光照强度和环境温度稳定的情况下，该方法有较好的稳态特性和动态特性；[3]深入分析了基于内模原理的重复控制算法，

5、并将其应用在三相可逆PWM整流器中，即使在负载不平衡的条件下也可以保证近似单位功率因数和稳定的直流电压；[4]采用了同步旋转坐标系下PI(比例积分)控制与谐波扰动重复控制相结合的复合控制算法，使逆变器输出电流谐波含量低，电流波形质量较好。本文在以上电流控制的基础上，给出了基于内模原理的比例谐振控制算法，该算法不需要复杂的坐标变换，省略了电压前馈，避免了电网电压的波动对控制效果的影响。仿真结果表明该方案能够得到良好的逆变器输出并网正弦电流，实现近似单位功率因数并网。基金项目：高等学校博士点基金(项目批准号：20070286013)及江苏省六大人才高峰计划(项目批准号：2008116)作者简介

6、：苏秀娥(1984.6-),女，硕士研究生，主要研究方向：新能源发电技术通信联系人：周克亮(1970-),男，教授(博士生导师)，主要研究方向：电力电子与电力传动、控制理论与应用、新能源发电技术.E-mail:ekzhou@seu.edu.cn-1-中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn1光伏逆变系统的组成如图1所示，三相光伏并网逆变系统由太阳能电池阵列、DC/DC变换器、三相逆变桥、滤波电感及电网组成。图1三相光伏并网逆变系统组成示意图在图1所示的三相光伏并网逆变系统中，DC/DC环节实现光伏阵列的MPPT和升压变换；DC/AC环节实现直流逆变为交流和并网控制的功

7、能。DC/DC变换和DC/AC变换独立控制，各自控制目标明确；由于具有DC/DC直流升压变换，光伏阵列的电压等级有更广范围的选择。光伏阵列的输出电压经DC/DC电路控制后变得稳定，对逆变器工作影响小，控制系统设计相对简单。因此图1所示的三相光伏并网逆变系统能获得较大的输出功率和较好的并网电流，更适用于光伏发电系统。2MPPT算法众所周知，光伏电池板的输出功率随着环境的变化而变化，如，光照和温度。因此，在[5][6]光伏系