单周期、单极性控制方法在光伏并网逆变器中的应用 application of one-cycle single-stage control method in grid-connected photovoltaic inverter.pdfVIP

第3期 电 源 学 报 No．3 2叭1年5月 JournalofPower 1 Supply May．20l 单周期、单极性控制方法在光伏并网 逆变器中的应用 曾奕彰，蔡逢煌 (1．厦门科华恒盛股份有限公司，福建漳州363000；2．福州大学，福州350002) 摘要：光伏并网逆变器需要对光伏能量变化和电网变化的响应保证快速性和稳定性．在分析单周期电流控制和 单极性逆变控制工作原理的基础上，给出相应地算法和软硬件实现方法，并应用在6kW的单相并网逆变器上，样 机实验结果表明该方法具有良好的动静态特性，符合光伏并网逆变器的设计要求。 关键词：单周期；单极性；光伏；并网；电流控制 中图分类号：TM464 文献标志码：A 文章编号：CNl2—1420(2011)03—0053—04 引言 均值恰好等于或正比于控制参考信号，即能在一个 周期内有效地抵制电源侧的扰动，既没有静态误差 太阳能分布广泛、安全、不污染环境，是国际公 也没有动态误差，动态响应快速．对输入扰动抑制 认的理想可再生能源【q。而光伏发电是当前利用太 能力强IHl。 阳能的主要方式之一。光伏并网逆变器有多种拓扑 结构，在此讨论单级式光伏并网发电系统，其最大 1光伏并网逆变器的拓扑结构和控制 优点就是效率高，只有一个能量变换环节．拓扑结 算法数学模型 构简单，无需储能环节。另外，单极性逆变拓扑结构 可以有效地防止电网电压反灌，在太阳能并网发电 中优势比较明显。 并网逆变器的控制目标是：通过数字控制技术 在并网逆变器交流侧实现最大功率跟踪功能和单 只，、 11 位功率因数并网运行，同时利用波形控制技术实现 高质量的电流波形质量，减少谐波对电网的污染， 搭 实现安全发电[41。 ＼＼。 ／／ 单周控制理论(One--CycleContr01)是由美国加 图1太阳能并网逆变器主拓补图 州理工学院的K．M．Smedley博士于上世纪90年代 图1给出单相单级性光伏并网系统的拓扑结 初提出的一种大信号非线性控制理论方法．它是在 构图。由前级的PV单元、中间的逆变单元、后级的 开关放大器PWM控制的基础上发展起来的15I。其突 电网单元组成，其中逆变单元是一个全桥电路．由 出优点是无论稳态还是暂态。都能保持受控量的平 为50 kHz的高频调制波，这 收稿日期：2011—03一lO Hz的方波，Q。，Q，为16 作者简介：曾奕彰(1974一)，男，福建漳州，厦门科华恒盛股份有限公 样可以有效地避免电网的电流反灌和提高效率。Q， 司研发中心项目经理．多年从事电力电子、UPS开发设 计。 和Q。