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在太阳能的各种应用形式中,光伏技术的应用越来越受到关注。光伏并网发电作为光伏利用的发展趋势,必将得到快速的发展。
本文以单相光伏并网系统为研究对象,对整个并网逆变系统进行了分析,并在此基础上针对光伏并网逆变器的并网控制技术进行了详细分析和研究,提出一种基于重复控制的复合型并网控制策略。
首先讨论了光伏并网逆变器的电路拓扑结构,采用全桥电路拓扑作为主电路结构,完成了光伏并网逆变器的模型分析,给出了交流侧滤波器的设计思路,并分析了死区对波形畸变的影响。
对光伏并网逆变器的几种控制技术进行了研究,阐述了其原理,并对控制系统的传递函数和控制效果进行了分析比较。
对重复控制原理进行深入研究和分析,在讨论了重复控制相对于其它控制策略的优缺点之后,提出了一种新型的电流控制策略。该控制策略采用的是重复控制和P控制相结合的形式,其中重复控制对周期性扰动有很好的抑制效果,可以改善稳态情况下的并网电流波形;而P控制跟踪速度快,可以提高控制系统的动态性能。将二者结合起来可以获得很好输出效果。此外,该系统还采用电网电压的前馈控制来抵消电网的影响。通过搭建系统仿真模型,仿真结果验证了该控制策略的有效性和可行性。
最后,在对光伏并网逆变器进行充分研究的基础上,研制了一台3kW的光伏并网逆变器,并在该逆变器上对重复控制算法进行了试验验证。文中给出了重复控制算法的设计流程。实验结果说明了本文所提出的控制方法易于实现,且对周期性干扰有很好的抑制效果,在一定程度上改善了并网电流波形。