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光伏逆变系统并入配电网的正弦波逆变器滤波器控制策略研究

光伏逆变系统的拓扑结构,建立了基于滤波器正弦波逆变器的数学模型,为了便于分析,将abc三相静止坐标系中的方程化简为d-q两相旋转坐标系下的数学方程,对正弦波逆变器的控制结构和控制参数设计进行了简单介绍。

 

从滤波器的原理入手,对单L型和LCL型滤波器原理进行对比分析,在设计方法上,对比传统的分步设计法,本文选择了基于粒子群算法的新型LCL型滤波器的参数设计方法,最后通过仿真分析验证了LCL型滤波器的参数设计及所研究的光伏并入配电网的正弦波逆变器电压控制策略的正确性。

 

在并网的光伏发电系统中,除去光伏电池阵列作为发电装置,并网正弦波逆变器是实现整个光伏发电系统运行的重要器件,是电能能否优质馈送电网的核心环节,它的控制策略的优化对于提升整个光伏系统的发电效率具有重大的意义。

 

目前正弦波逆变器分类主要有直流电压电源型和直流电流电源型、隔离型和非隔离型等等[1]。目前在应用领域较多采用的是电压型并网正弦波逆变器。正弦波逆变器在工作时,由于开关处的动作将会产生谐波,并网的输出电流将会被注入额外的谐波[2-3]。

 

为了保证并网的电能质量,必须对谐波进行处理,已有的解决方式是在并网侧与正弦波逆变器之间加装滤波器[4],而常见的滤波器有L型和LCL型,如何选择及确定滤波器具体的设计方法也成为目前光伏系统控制方面研究的重点。

 

本文针对光伏发电系统的数学拓扑和正弦波逆变器控制策略以及光伏正弦波逆变器LCL滤波器参数的设计方法进行了研究,优化了电压电流双闭环的正弦波逆变器控制策略,并对滤波器的滤波原理和性能进行分析。

 

按照规定的滤波器参数设计要求,对滤波器参数设计进行了优化,最后建立了光伏发电系统的仿真平台,为本文的理论验证提供了仿真实现。


 光伏逆变系统并入配电网的正弦波逆变器滤波器控制策略研究

图2 滤波器正弦波逆变器的S域模型

 

结论

本文针对光伏发电系统的数学拓扑和正弦波逆变器控制策略以及光伏正弦波逆变器LCL滤波器参数的设计方法进行了研究,优化了电压电流双闭环的正弦波逆变器控制策略,并对滤波器的滤波原理和性能进行分析。 

按照规定的滤波器参数设计要求,对滤波器参数设计进行了优化,最后通过仿真分析验证了LCL型滤波器的参数设计及所研究的光伏并入配电网的正弦波逆变器电压控制策略的正确性。

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