一種單相兩級(jí)式光伏并網(wǎng)逆變器控制策略
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時(shí)間：2013-09-12
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
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單相兩級(jí)式光伏并網(wǎng)逆變器與單級(jí)式相比，雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但前、后級(jí)可分開(kāi)控制，控制方法較簡(jiǎn)單。而且前級(jí)DC／DC變換器選用不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可滿(mǎn)足不同的太陽(yáng)能電池輸入電壓，應(yīng)用起來(lái)比較靈活。對(duì)于單相兩級(jí)式光伏逆變器，除了要實(shí)現(xiàn)MPPT和并網(wǎng)逆變外，還必須將連接前后級(jí)的母線(xiàn)電容電壓控制在一定范圍內(nèi)。電壓太低滿(mǎn)足不了并網(wǎng)逆變要求，電壓高則母線(xiàn)電容耐壓也高，體積大。若控制不當(dāng)，母線(xiàn)電容將一直升高到高出電容耐壓，導(dǎo)致“母線(xiàn)電容崩潰”。
2 雙PI環(huán)控制
單相兩級(jí)式光伏并網(wǎng)逆變器通常前級(jí)采用MPPT控制，后級(jí)采用電流內(nèi)環(huán)、母線(xiàn)電壓外環(huán)的雙環(huán)PI環(huán)控制，其典型控制簡(jiǎn)圖如圖1所示。其中電流內(nèi)環(huán)控制框圖如圖2所示。
并網(wǎng)電流ig與參考電流igref的誤差經(jīng)調(diào)節(jié)后與高頻三角載波交截，得到驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)逆變橋，實(shí)現(xiàn)電流跟蹤。GiPI(s)為PI環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)；KPWM／(0．5sTs+1)為采用PWM控制的逆變橋傳遞函數(shù)，可等效為慣性環(huán)節(jié)，KPWM為PWM及主電路增益；1／(sTs+1)為采樣延時(shí)和PWM控制滯后的小慣性環(huán)節(jié)。
將采樣延時(shí)環(huán)節(jié)和PWM裝置延時(shí)環(huán)節(jié)合并，由于開(kāi)關(guān)頻率較高，合并后s2的系數(shù)遠(yuǎn)小于s的系數(shù)，可以將該項(xiàng)忽略，簡(jiǎn)化為一階慣性環(huán)節(jié)：1／(1．5sTs+1)。
等效電壓外環(huán)控制框圖如圖3所示，Udc為直流母線(xiàn)電壓；GuPI(s)為PI環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)；1／(Cs)為濾波電容的傳遞函數(shù)；Gi(s)為電流內(nèi)環(huán)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。
根據(jù)以上電流環(huán)的設(shè)計(jì)，可得簡(jiǎn)化等效閉環(huán)傳遞函數(shù)為：Gi(s)=1／(1+3sTs)；同樣將采樣延時(shí)和電流環(huán)傳遞函數(shù)合并等效為：1／(1+4s Ts)。
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