独立光伏发电系统带非线性负载逆变技术研究

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1、第49卷第6期电力电子技术Vo1．49，No．62015年6月PowerElectroniesJune2015独立光伏发电系统带非线性负载逆变技术研究马进红(中国电力建设集团有限公司湖北省电力勘测设计院，湖北武汉430040)摘要：随着分布式中小功率光伏发电技术的发展，独立光伏发电系统的应用领域越来越广泛。在建立逆变器模型的基础上．分析了双闭环系统对系统性能的作用，主要针对非线性负载对光伏逆变器的要求，提出一种引入输出电流反馈的双环控制改进方法，并进行了实验，实验结果表明在不明显增加成本的前提下，此方法具有良好的带非线性负载的能力。具有很好的

2、经济实用性和工程应用前景。关键词：光伏发电；双环控制；非线性负载中圈分类号：TM615文献标识码：A文章编号：1000—100X(2015)06—0o94—03TheResearchonInverterTechniquesUnderNon-linearLoadConditionofPhot~IvoltaicPowerGenerationSystemMAJin—hong(HubeiElectricEngineeringCorporation，Wuhan430040，Ch／na)Abstract：Therenewableenergyfieldwi

3、ndandphotovoltaiepowergenerationaredevelopingfast，whilephotovohaicpowergenerationisthefastestgrowingareaafterwindpowergeneration．Thispapermainlyintroducesthedesignofsinglephasefullbridgeinverter．Onthebasisofinvertermathematicalmodel，thepaperanalysestheefectofcurrentinner—lo

4、opandvokageouterloop．Thentheparametersofthesedoubleloopshavebeendesigned．Furthermore，aim—proveddouble—loopmethodhasbeenproposedwhichhasstrongerabilityofdrivingnon-linearload．Keywords：Photovohaicpowergeneration；double-loopcontrol；non-linearload1引言PI控制【s】结构简单、理论成熟、易于设计，是最经典、应

5、用最普遍的控制方法。但其动态响应一新能源产业已成为多数国家的基本能源发展般，对于正弦参考信号不能实现无静差调节，对非方向。太阳能具有取之不尽、用之不竭，对环境污线性负载扰动的效果不好。引入电流内环的双闭染小等优点，在可再生能源中发挥着重要的作用，环控制具有良好的静、动态性能，但如果存在非线近年来，分布式太阳能发展迅速，“光伏入户”概念性负载扰动，电流内环需要很快的响应速度，利用逐渐普及【卜。数字控制方式很难达到理想的速度[5_。为消除或随着光伏发电系统应用领域的日益扩大，光减小非线性负载扰动，需要对PI双环的控制策略伏系统的负载种类也越来越多

6、样化，特别是在中进行改进。小功率独立光伏发电系统中，由于非线性负载(家电、LED灯等)的大量使用，用电设备对电能的要3独立光伏发电系统整体方案设计求也越来越高．提高独立光伏发电系统逆变器的图1为独立型光伏发电系统整体方案。性能成为必须考虑的问题。2PI双环控制优缺点输出电压偏差、电压波动和畸变率是逆变器匐墅四田I光伏电池l蓄电池I最重要的性能指标。对于恒压型逆变器而言，通过采用合理的波形控制策略，可有效减小电压偏差、电压波动和输出电压波形总谐波畸变率。定稿日期：2o14—09—01光伏充电控制器通过合适的最大功率点跟踪作者简介：马进红(198

7、5一)，男，湖北天门人，硕士，研究方(MP)算法对其最大功率点进行跟踪，以实现最向为电网规划设计、新能源发电系统。大功率输出。同时，作为充电器，对蓄电池的充电94独立光伏发电系统带非线性负栽逆变技术研究过程进行管理。当蓄电池的充电电流小于充电上态响应速度，高频段以一40dB／dec的斜率下降．以限电流时，充电控制器运行MPPT算法。以MPPT衰减高频谐波。改善波形质量。模式对蓄电池充电。5双闭环PI控制系统的改进为满足用电负载220V交流电压的要求．需要使逆变器的直流母线电压达到350400V，图3示出PI双闭环控制逆变器的输出电压、而蓄电池

8、的电压一般较低，需要通过升压DC／DC电流仿真波形与谐波分析。可见，逆变器带普通线变换器将蓄电池的低压升至以上电压范围。通性负载时输出电压质量很好。THD在1％左右