单相光伏并网逆变器控制策略的研究

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随着传统化石能源的日益枯竭和全球环境的严重恶化,作为清洁可再生能源的太阳能,其开发和利用成为世界各国关注的焦点。目前,太阳能最好的利用方式就是光伏并网发电。常规的光伏发电在进行并网时,由于受到外界因素的影响,容易对系统的可靠性、稳定性以及电能质量产生较大影响。因此,作为光伏并网控制核心部件的逆变器,其控制策略的优劣直接决定了光伏发电系统输出电能的质量和对系统的影响。首先,文章对几种常见并网逆变器的拓扑结构进行了详细地分析,并比较了不同结构的优缺点。根据本文设计的实际情况,选用了控制容易优化的电压源电流控制型单相两级逆变结构,并对前级的Boost升压斩波电路和后级的单相全桥逆变电路的工作原理进行了分析。其次,文章对光伏电池的工作原理进行了详细地介绍,并在此基础上建立了相应的数学模型。在对几种常用的MPPT控制策略分析和比较的基础上提出了一种改进MPPT控制策略,并在Matlab软件上进行了仿真。通过对仿真结果的分析,验证了改进的控制策略具有非常好的最大功率点跟踪能力。最后,文章对并网逆变器的控制模式和控制目标进行了简单介绍,并对几种常用的并网电流控制策略进行详细比较分析。在此基础上,文章提出了一种比例因子自调整模糊控制作为电流外环控制,自适应滞环控制作为电流内环控制的电流双闭环控制策略,并在Matlab上进行了仿真。通过仿真结果的分析和比较,验证了采用这种控制策略的并网逆变器能向系统输送高质量的并网电流,并具有非常好的鲁棒性和动态性能。
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