基于准直接功率的光伏并网逆变器的研究.pdf

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1、第47卷第9期电力电子技术Vo1．47，No．92013年9月PowerElectronicsSeptember2013基于准直接功率的光伏并网逆变器的研究李探，何凤有，刘战，丁李庆(中国矿业大学，信息与电气工程学院，江苏徐州221008)摘要：针对三相光伏并网逆变系统中．电流闭环矢量控制动态响应慢，直接功率控制开关频率不固定的缺点，通过对瞬时功率理论进行分析，结合以上两种控制策略的优点，提出一种定开关频率下的准直接功率控制策略。该控制策略具有动态响应快、开关频率固定和电流正弦度高的优点。实验结果表明该控制策略正确、有效，且具

2、有良好的静、动态特性。关键词：并网逆变器：三电平；虚拟磁链：准直接功率控制中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1000—100X(2013)09—0016—03ResearchonPhotovoltaicGrid-connectedInverterBasedonQuasiDirectPowerControlLITan，HEFeng—you，LIUZhan，DINGLi—qing(ChinaUnwe~ityofMiningandTechnology，Xuzhou221008，China)Abstract：Forthre

3、e—phasephotovoltaicgrid·connectedinvertersystem，thedynamicofthecurrentclosed—loopvectorcontrolrespondslowly，theswitchingfrequencyofdirectpowercontrolisunfixed．Throughtheanalysisoftheinstanta—neouspowertheoryandcombinedwiththeadvantagesoftheabovetwocontrolstrategies，

4、afixedswitching~equencyofthequasidirectpowercontrolstrategyisproposed．Thecontrolstrategyhastheadvantagesoffastdynamicre—sponse，fixedswitchingfrequencyandhighersineofcurrent．Theexperimentalresultsverifythecorrectnessandvalidi—tyofthecontrolstrategy，andgoodstaticanddy

5、namiccharacteristicsarepresented．Keywords：grid-connectedinverter；three—level；virtualflux；quasidirectpowercontrol1引言波含量低等特点。最后，通过实验验证了该控制策略的正确性和有效性。三相并网逆变器作为光伏发电系统的核心部件【1]，其控制策略的好坏直接影响到系统性能。目2光伏发电并网逆变器原理前．光伏三相并网逆变器的控制策略主要有电流图1为三电平光伏并网逆变器主电路拓扑。闭环矢量控制和直接功率控制两种。电流闭环矢量控制

6、采用电流闭环可实现输出电流的无静差控制．但动态响应慢[21：直接功率控制具有鲁棒性好、控制结构简单的优点，但由于采用滞环控制，因而开关频率不固定，不利于交流侧电抗器设计。文献[3—4]提出了一些控制策略，但均存在不足。针对上述控制策略的缺点，这里分析了光伏并网逆变器的原理和数学模型，提出一种定开关频率下的准直接功率控制策略，该策略仍采用电，u为逆变器交流侧输出电压；，，为逆变器输出电流压外环、电流内环的控制策略，但电流环给定是通，e为电网电压；L为输出滤波电抗器；R为输出等效电阻。过对瞬时功率进行理论分析计算给出的。此时电图1

7、三电平光伏并网逆变器主电路流给定中含有功率信息，不仅提高了系统的动态Fig．1Maincircuitofthree—levelPVgrid—connectedinverter响应速度，还保证了电流波形正弦度较高、电流谐为简化分析，假设三相电网电压平衡，忽略功率开关管的开关损耗、导通压降和交流侧等效电定稿日期：2013—04—26作者简介：李探(1989一)，男，安徽宿州人，硕士研究生阻。根据基尔霍夫定律可得并网逆变器在三相对研究方向为电力电子与电力传动。称静止，b，c坐标系下的数学模型为：16第47卷第9期电力电子技术Vo1．

8、47，No．92013年9月PowerElectronicsSeptember2013e在o／，坐标系下的表达式为：=一e，k=a，b，c(1)【lP=警()(5)为简化控制系统设计，将a，b，C坐标系变换到以电网基波频率同步旋转的d，q坐标系，逆变由式(4)，(5)可得：器