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《關(guān)于智能電網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)中逆變器系統(tǒng)探究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、關(guān)于智能電網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)中逆變器系統(tǒng)探究 摘要：太陽(yáng)能作為當(dāng)今最理想環(huán)保的能源之一，已經(jīng)得到了人類越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。本文以光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為研究對(duì)象，以最大限度利用太陽(yáng)能、無(wú)污染回饋電網(wǎng)為主要目標(biāo)，開展了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的理論研究，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。光伏并網(wǎng)逆變器是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中必不可少的設(shè)備之一，其效率的高低、可靠性的好壞將直接影響整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能和投資。因此本文主要研究適用于并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器。關(guān)鍵詞：光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，逆變器，系統(tǒng)方案中圖分類號(hào)：U665.12文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)1并網(wǎng)逆變器的選擇1）并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)的選擇光伏并網(wǎng)逆變器按控制方
2、式分類，可分為電壓源電壓控制、電壓源電流控制、電流源電壓控制、電流源電流控制四種方式。以電流源為輸入的逆變器，直流側(cè)需要串聯(lián)一大電感提供較穩(wěn)定的直流電流輸入，但由于此大電感往往會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)差，因此當(dāng)前并網(wǎng)逆變器普遍采用以電壓源輸入為主的方式。5按照輸入直流電源的性質(zhì)，可以將逆變器分為電流型逆變器和電壓型逆變器，結(jié)構(gòu)。本文設(shè)計(jì)的光伏并網(wǎng)逆變器采用電壓源輸入、電流源輸出的控制方式，即電壓型逆變器。采用電壓型逆變主電路，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)有源濾波和無(wú)功補(bǔ)償?shù)目刂?，在?shí)際中已經(jīng)得到了廣泛的研究和應(yīng)用，可以有效的進(jìn)行光伏發(fā)電、提高供電質(zhì)量和減少功率損耗，而且可以節(jié)省相應(yīng)設(shè)備的投資。
3、2）并網(wǎng)逆變器回路方式的選擇逆變器的主電路結(jié)構(gòu)按照輸出的絕緣形式分為：工頻變壓器絕緣方式、高頻變壓器絕緣方式、無(wú)變壓器方式3種。①工頻變壓器絕緣方式采用一級(jí)DC／AC主電路，在輸出端接工頻變壓器并網(wǎng)。②高頻變壓器絕緣方式是通過兩級(jí)變換實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)逆變。③無(wú)變壓器方式是只采用一級(jí)DC／AC變換直接并網(wǎng)。2并網(wǎng)逆變器控制策略的選擇要成功實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)，使光伏并網(wǎng)逆變器在工作時(shí)的功率因數(shù)接近于1，即要求輸出電流為正弦波且與電網(wǎng)電壓同頻同相，輸出電流的控制方式一般有兩種：電流滯環(huán)瞬時(shí)控制方式和固定開關(guān)頻率控制方式。1）電流滯環(huán)瞬時(shí)控制方式5電流滯環(huán)瞬時(shí)控制方式采用雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)，其外環(huán)是電壓反
4、饋控制環(huán)，內(nèi)環(huán)是電流控制環(huán)。這種方式中，滯環(huán)的寬度對(duì)電流的跟蹤性能有較大的影響。當(dāng)滯環(huán)寬度較大時(shí)，開關(guān)頻率較低，對(duì)開關(guān)器件的開關(guān)頻率要求不高，但跟蹤誤差較大，輸出電流中的高次諧波含量較大；當(dāng)滯環(huán)寬度較小時(shí)，跟蹤誤差較小，器件的開關(guān)頻率提高，對(duì)器件的開關(guān)頻率要求較高。2）固定開關(guān)頻率控制方式固定開關(guān)頻率控制方式在保留電流跟蹤的動(dòng)態(tài)性能好的基礎(chǔ)上，克服了滯環(huán)控制的開關(guān)頻率不固定的缺點(diǎn)。該方法中逆變器開關(guān)器件的工作頻率等于三角波載波頻率，因此它的工作頻率是固定的。由于載波頻率固定，因此逆變器輸出諧波是固定的，濾波器設(shè)計(jì)相對(duì)于電流滯環(huán)瞬時(shí)控制方式控制簡(jiǎn)單，控制效果較好。3）改進(jìn)型
5、固定開關(guān)頻率控制方式改進(jìn)型固定開關(guān)頻率電流控制方式保留了原來(lái)控制策略的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)電流的跟蹤誤差顯著減小。通過調(diào)整電源電壓的比例系數(shù)來(lái)減小直至消除電源電壓對(duì)電流跟蹤偏差的影響，從而顯著改善了逆變器中電流跟蹤控制的性能。3系統(tǒng)的總體方案經(jīng)過方案的比較論證，本文決定采用無(wú)變壓器的兩級(jí)結(jié)構(gòu)，即前級(jí)的DC／DC變換器和后級(jí)的DC／AC逆變器，兩部分通過DClink連接。系統(tǒng)的控制部分由以TMS320F2812為核心的控制單元完成。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如下圖所示。5圖1光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖前級(jí)DC／DC變換器，可選擇的形式有降壓式變換電路(BuckConverter)，升壓式
6、變換電路(BoostConverter)，升降壓式變換電路(BoostBuckConverter)，庫(kù)克式變換電路(CukConverter)等。5由于Buck電路的輸入工作在斷續(xù)狀態(tài)下，若不加入儲(chǔ)能電容，光伏陣列的工作時(shí)斷時(shí)續(xù)，不能工作在最佳工作狀態(tài)，加入了儲(chǔ)能電容后，Buck電路功率開關(guān)斷開時(shí)光伏陣列對(duì)儲(chǔ)能電容充電，使太陽(yáng)能電池始終處于發(fā)電狀態(tài)，此時(shí)調(diào)節(jié)Buck電路占空比才能有效跟蹤最大功率點(diǎn)，因此儲(chǔ)能電容對(duì)于利用Buck電路實(shí)現(xiàn)MPPT功能是必不可少的，然而在大負(fù)荷情況下，儲(chǔ)能電容始終處于大電流充放電的狀態(tài)，對(duì)其可靠工作不利，同時(shí)由于儲(chǔ)能電容通常為電解電容，增大了M
7、PPT裝置的體積，使整個(gè)系統(tǒng)變得笨重。此外，后級(jí)DC／AC電路為了能得到正常的輸入工作電壓，前級(jí)的輸出電壓不能太低，而光伏陣列的電壓隨著日照等因素變動(dòng)較大，其輸出電壓低時(shí)若通過Buck電路降壓，則逆變器無(wú)法工作，所以不采用Buck電路。相比之下，Boost變換器可以始終工作在輸入電流連續(xù)的狀態(tài)下，只要輸入電感足夠大，電感上的紋波電流小到接近平滑的直流電流，因此只需加入通量較小的無(wú)感電容甚至不加電容，避免了加電容帶來(lái)的弊端。Boost電路簡(jiǎn)單，功率開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方便，因此，選用Boost升壓電路。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主電路的拓?fù)?/p>
