基于前馈补偿的光伏逆变器低电压穿越控制.pdf

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1、第47卷第8期电力电子技术Vo1．47，No．82013年8月PowerElectronicsAugust2013基于前馈补偿的光伏逆变器低电压穿越控制周彬(重庆电子工程职业学院，机电学院，重庆401331)摘要：通过将电网电压和负载电流变化引入电流环，设计了光伏并网系统基于前馈控制的低电压穿越(LVRT)优化控制策略．能有效加快电流环对扰动的反应速度。100kW光伏逆变器实验结果表明，所采用的控制策略动态性能良好，能抑制电网电压跌落时的逆变器过流，保障系统正常运行。关键词：逆变器；电压跌落；前馈控制；限流中图分类号：TM464文献标识码：A

2、文章编号：1000—100X(2013)08-0049-03LVRTofPhOtovoitaicInverterBasedonFeedforwardControlZHOUBin(ChongqingCollegeofElectricalEngineering，Chongqing401331，China)Abstract：Thispaperproposesfeedforwardcontrollowvoltageridethrough(LVRT)strategyofphotovoltaicd—conn—ectedinverterwhichaddin

3、gvariationofdvoltageandloadcurrenttocurrentloop，itcallacceleratecurrentloop’Sresponsetointerferenceandavoidtheafectionofgridvoltage．Theexperimentalresultsshowthattheproposedschemehasverygooddynamicperformance，andcaninhibittheinverterovercurrentwhenthegridvoltagedrop．Keyword

4、s：inverter；voltagedrop；feedforwardcontrol；curentrestrain1引言额定电网电压且超出曲线规定时间时．逆变器才可以脱网运行。光伏逆变器作为整个光伏发电系常规控制方案下光伏并网逆变器在电网电压统中的核心部件，应该能够实现光伏发电系统的跌落时，直流电压突然升高，交流电流急剧增大，LVRT等功能。导致逆变器并网失败甚至烧毁逆变器。故光伏并网逆变器LVRT能力成为光伏系统的一项重要指标。电网故障引起电压跌落]：：：：：：：：：：：：：这里在介绍LVRT分析和测试要求的基础上，对提高光伏逆变器LVRT过

5、程响应速度进行研I___究。将电网电压和负载电流变化引入电流环，设计：：出：1O123光伏并网系统基于前馈控制的LVRT优化控制策s图1我国对光伏逆变器LVRT能力要求略，实验证明了所提策略的正确性和可行性。Fig．1PhotovohaicinverterLVRTdemandsinChina2光伏LVRT测试要求3光伏并网系统LvRT控制策略各国制定的光伏并网标准都规定了在电网电由于光伏并网发电系统在很大程度上类似于压波动超出一定范围时。逆变器应在规定时间内不永磁直驱风力发电系统．因此基于永磁直驱风力脱网。在我国2011年出版的标准《光伏电站

6、接入电发电系统的很多LVRT方案均可在光伏并网发电网技术规定》【-】中，对电网故障或异常时光伏系统系统中使用【z-。然而，由于电池阵列并不具有风力的响应做了明确规定。如图1所示。发电系统的机电惯性．因此其LVRT能力也不必光伏发电站并网点电压眦低于20％额定电完全依照永磁直驱风力发电系统．可避免其增加压时逆变器可离网．否则光伏逆变器必须保证不脱昂贵的硬件电路和使用复杂的控制策略【。这里网连续运行1S。此外，当光伏发电站UtV．C低于90％在传统双环控制基础上．对光伏并网系统的前馈控制LVRT方案进行研究。定稿日期：2013—03—07图2为三

7、相光伏逆变器拓扑结构。各电压、电作者简介：周彬(1976一)，男，重庆壁山人，讲师，研究方流量均为瞬时值，正方向如图2所示【。三相静止向为电气自动化。坐标系下光伏并网逆变器的数学模型为：第47卷第8期电力电子技术Vo1．47，No．82013年8月PowerElectronicsAugust2013f【CUL一sc)3_a(1)。G4()Hde~+Sai,+Sdeb+．s=，d—[巫G2()图4前馈控制系统框图Fig．4Blockdiagramofthefeedforwardcontrolsystem令G(s)=1／G()，此时电流内环输出扰

8、动为U，“，M为三相电网电压瞬时值；i，i，i为逆变器输出三相电零，系统能补偿由电网电压扰动造成的系统波动。流瞬时值；‰，u，u为逆变器桥臂中点电压；为直流母线电压