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三相光伏并网逆变器
编辑:东莞美桦电子   发布时间:2019-10-15

光伏发电具有众多的优点,如安装简易,维护简单,使用寿命长,能量来源广泛同时,光伏发电系统白天光照时间发电的特性非常有利于调节电力系统的用电峰值当光伏发电系统作为分布式发电系统使用时,还可以降低线路上的传输损耗,提高局部用户用电的可靠性zui为重要的是,光伏发电所利用太阳能,是真正意义上取之不尽,用之不竭的可再生能源,也是zui为清洁的能源之一。正是出于这些优点,光伏发电系统正越来越受到各方面的重视。

太阳能发电只有进入电力系统规模应用,才能真正对于缓解能源紧张和抑制环境污染起到积极的作用,所以本次分享介绍一下三相光伏并网逆变器。

本文选用的是三相、两级式、无变压器、电压源型逆变器进行介绍。前级是DC/DC变换器,主要完成zui大功率追踪,后级式DC/AC变换器,完成逆变并网。其电路拓扑如下:

在单相光伏并网逆变器时介绍过电池板模型,本次不再赘述。在MPPT方面,单相光伏并网逆变器采用的方法为扰动观测法,本次对导纳增量法进行简单介绍。

由太阳能电池的P-V特性曲线可以看出,在zui大功率点处有dP/dV=0,即d(VI)/dV=0。通过简单的数学推导可以得出在zui大功率点处有以下等式成立:

将此式作为判定太阳能电池是否工作在zui大功率点的依据,

当太阳能电池的工作点不在dI/dV=-I/V直线上时,可以通过判断dI/dV与-I/V之间的大小关系来确定太阳能电池的输出端口电压是处在[0,v1]区间还是[v1,v2]区间,进而可以通过调节开关管的占空比来使得太阳能电池的输出端口电压往zui大功率点电压v1点处调节,使得调节后的太阳能电池能工作在zui大功率点。

采用导纳增量法具有以下特点:

(1)制效果好。由于导纳增量法的判断依据是基于太阳能电池自身的物理特性曲线,因此对太阳能电池zui大功率点的判断不受系统外部电路的影响,避免了由于功率时间曲线可能为非单极值曲线而造成的zui大功率点误判;

(2)控制稳定度高。导纳增量法在跟踪到系统的zui大功率点后不存在对太阳能电池输出端口电压的持续扰动,因此在稳态时不存在功率的波动问题,控制系统具有较高的稳定度。

(3)由于导纳增量法在进行控制判断时需要进行较多的运算判断,控制算法相对较复杂,对控制系统要求较高。

(4)导纳增量法的判断依据是太阳能电池的自身物理特性曲线,由于P-V曲线为一单峰曲线,不会因外界环境条件以及时间变化而改变其单峰曲线的属性,因此采用导纳增量法进行zui大功率跟踪时并无原理性误差,为一个较理想的MPPT跟踪方法。

在逆变器并网控制方面,双闭环控制模式具有响应速度快,超调量小等特点。双闭环控制,即电压外环和电流内环控制

外环以直流侧输入电压。作为反馈;内环两相同步旋转电流Id和Iq作为反馈。根据前后功率不变,P=Idc*Udc=3/2*ed*id,可得Idc=3/2*ed*id/Udc,所以外环是将直流母线电压和给定参考电压相减,得到的差值经过调解后得到电流参考值电流,内环是反馈是Id、Iq,令无功电流Iq=0,可按一阶线性惯性设计控制器。