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组 织 组 织 推 | 荐 论 | 文 古 行 业 学 | 术 o 改进的光伏发电系统并网控制技术 彭一琦(中南建筑设计院股份有限公司，武汉市 430071) Improved Control Technology of Grid-connected Photovoltaic Power system Peng Yiqi(Central-South Architectural Design Institute Co., Ltd., Wuhan 430071,China) Abstract By improving the current decoupled control method to reduce the influence of dynamic characteristics of power grid on photovoltaic power system, the DC-link voltage control technology of traditional photovoltaic power system is improved. From the simulation in Matlab / Simulink, it is shown that this control method improves the control effects effectively. Key words Photovoltaic power system Grid - connected Improved current decoupled control 摘 要 对传统光伏发电系统直流侧电压控制进 行改进，采用改进电流解耦控制方法，减少电网动态 特性对光伏发电系统的影响。在 Matlab/Simulink 中 进行仿真，结果显示这种控制方法可有效提高控制 效果。 关键词 光伏发电系统 并网 改进电流解耦 控制 光伏发电系统将光伏阵列输出的直流电通过逆变 器转换为交流电，给负载供电或者并入电网。系统主 要包括太阳能光伏阵列和逆变器。 根据系统是否并入电网，光伏发电系统可分为两种 型式21:离线型 (off-grid) 和并网型 (grid - connected or line-tied)。 根据国家相关部门在2009年相继出台的《关于 加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》、 《太阳 能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》及《关 于实施金太阳示范工程的通知》,在我国现阶段应当 大力发展的是并网发电模式。 传统的光伏发电并网逆变器通常采用电压电流闭 环控制逆变器，直流侧电压采用闭环控制。但是由于 直流侧电压闭环控制中的反馈量来自逆变器桥臂上的 电流，而这个反馈电流会受到电网电流的影响，因此 会使光伏发电系统与电网动态特性产生耦合。为解决 这个问题，本文采用直流侧电流解耦控制方法，减少 了电网对光伏发电系统的影响。 1 光伏发电系统直流侧闭环控制 光伏发电并网系统拓扑结构如图1所示，光伏阵 列将光能转化为电能，并通过逆变器将直流转换为交 流，输送到电网。 基于功率平衡，可以将光伏阵列直流侧电压动态 表达为： (1) 式(1)中第1项和第2项分别代表光伏阵列输出的 有功和光伏发电系统输出的有功，第3项和第4项分 别是被电压源接口装置的电感和电阻吸收的功率，由 于后两项很小可以被忽略，同时认为通过锁相环可以 将 ug 调整为0,因此可以将公式(1)简化为： 式(2)中f(ude 式(2)中f(ude,S,9) 是非线性的，为了消除光伏 作者信息 彭一琦，女，中南建筑设计院股份有限公司，工程师。 9 57改进的光伏发电系统并网控制技术(彭一研) http://www. jzdq, net.en 57 建筑电气 BUILDING 2 口 1 2 年 第 2 期 ELECTRICITY 电池非线性特性对控制的影响，采用以下控制算法： (3) 式 ( 3 ) 中u, 是一个新的控制输入，γ可以是单位 增益或为0。将公式(3)代入公式(2)得： (4 当γ=1时，光伏电池非线性对直流侧电压控制的 影响可以近似被消除， usd可以被看作是一个常量 u,是补偿器输出： u 。(s)=k,(s)e 。(s) (5) 式中e,=uàenf-u2o,PI 补偿器与一阶低通滤波器 级联，q 、a? 为PI 控制器的比例和积分增益， a? 为低 通传递函数的极点。 由此可以得到光伏发电系统直流侧电压控制框 图，见图2。 通过对光伏发电系统直流侧电压控制的分析可 以看出，通常都是