光伏发电系统中逆变器控制策略的研究

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近年来,随着全球能源资源的逐渐紧缺和环境污染问题的日益加剧,开发利用清洁的可再生能源受到了各国各界的广泛关注和重视。太阳能以其覆盖面积广、无噪声、安全无污染等突出优势,具有无比广阔的应用前景,逆变器作为整个光伏发电系统的核心组成部分,其输出波形控制技术成为了研究的重点和热点。本文主要针对光伏并网发电系统中逆变器控制策略进行了重点研究。  首先,分析了单相全桥逆变电路的拓扑结构,讨论了LC滤波电路以及输出阻抗对系统性能的影响,并对主电路参数进行了设计,建立了并网逆变系统的数学模型和Matlab仿真模型。  其次,对并网逆变器控制技术进行了深入的研究,对滞环电流比较方式、三角波比较方式和PI控制方式进行了仿真对比分析。针对上述三种控制方法存在开关频率不固定、抗电网干扰能力差、无法实现无静差跟踪等不足,本文采用准PR控制策略,设计了准PR控制器。为抑制周期性扰动对输出并网电流的影响,本文采用了重复控制策略,分析了重复控制的基本原理和系统结构,设计了适用于单相光伏并网逆变系统的重复控制器。  最后,在Matlab/Simulink仿真环境下建立了并网逆变控制系统的仿真模型,对系统的性能进行了仿真分析,仿真结果表明:准PR控制能抑制电网电压扰动对系统输出性能的影响,具有良好的抗电网电压干扰的能力,且输出并网电流总谐波畸变率小(THD<5%);重复控制对于周期性的谐波干扰具有较好的抑制效果。
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