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并网型光伏逆变电源关键技术的研究

摘要

近些年，伴随着双碳目标的提出，传统的化石能源逐渐向绿色能源转型，这给风电、

光伏等新能源的发展带来了巨大的机遇。其中，光伏发电作为一种绿色能源，是重点的

研究对象，尤其是光伏发电并网技术领域，有更多的研究空间。本课题以此为背景，针

对并网型光伏逆变电源关键技术进行了研究。

并网型光伏逆变电源的主电路采用DC-DC、DC-AC两级式拓扑结构，DC-DC部分

采用BOOST升压电路，并设计了光伏最大功率跟踪控制策略。针对传统的扰动观察法

跟踪精度与速度上存在矛盾的问题，设计了一种变步长扰动观察法，通过仿真结果可知

改进后的扰动观察法能够平衡跟踪精度和速度。

并网型光伏逆变电源的DC-AC单元采用T型三电平逆变器。首先采用恒频恒压控

制策略在空载启动、负载突变等条件下进行测试，然后将逆变器与前级光伏阵列和DC-

DC单元结合，采用PI双闭环控制将光伏逆变电源输出的电流注入电网，通过仿真可知

并网电流谐波含量较少，能够与电网电压保持同频同相，满足设计要求。在传统的

SVPWM调制算法上，设计了一种叠加零序分量的载波调制策略，该策略调制效果与传

统方法相同，但实现更容易。同时，为了解决三电平逆变器中点电位偏移问题，设计了

一种中点电位不平衡抑制策略，通过仿真可知该策略使得中点电位保持平衡。

为了进一步验证光伏逆变电源设计的合理性，本课题利用半物理仿真平台和硬件实

验平台对T型逆变电源进行验证，实验结果验证了T型逆变电源设计的合理性和可行

性。

并网型光伏逆变电源接入电网后，必然会对原有电网的潮流分布产生影响。因此本

课题采用牛顿拉夫逊法和考虑风光随机性的蒙特卡洛法概率潮流，对接入光伏发电等分

布式电源的电网进行了潮流分析。以此为基础，利用Qt软件开发了一种潮流计算仿真

平台，为分析光伏逆变电源对电网潮流分布的影响提供了一种有效的计算工具。

关键词：T型逆变器；最大功率点跟踪；光伏并网；潮流计算

并网型光伏逆变电源关键技术的研究

Abstract

Inrecentyears,withtheproposalofthedual-carbongoal,thetraditionalfossilenergyhas

graduallytransformedtogreenenergy,whichhasbroughtgreatopportunitiesforthe

developmentofnewenergysuchaswindpowerandphotovoltaic.Amongthem,photovoltaic

powergeneration,asakindofgreenenergy,isakeyresearchobject,especiallyinthefieldof

photovoltaicpowergenerationgrid-connectedtechnology,thereismoreresearchspace.Based

onthisbackground,thekeytechnologiesofgrid-connectedphotovoltaicinverterarestudied.

Themaincircuitofgrid-connectedphotovoltaicinverteradoptsDC-DC,DC-ACtwo-

stagetopologystructure,andtheDC-DCpartadoptsBOOSTcircuit,andtheMPPTcontrol

strategyofphotovoltaicisdesigned.Aimingatthecontradictionbetweenthetrackingaccuracy

andspeedofthetraditionalperturbationobservationmethod,avariableste