光伏并网逆变器PID控制算法
。
（1）
u y = [1 0] 0 i1
（2）
电压和电流调节器分别为： k Gv ( s ) = k 1 p + 1i s k Gi ( s ) = k 2 p + 2 i s 可得到该控制系统的传递函数：
U 0 (s) = ( k1 p s + k1i )( k 2 p s + k 2 i ) LCD ( S ) U r (s) −
本文采用单相全桥逆变器为控制对象，其 主电路原理图如图1 所示：
图中 E 为直流母线电压， u1 为逆变桥输出 电压，u0 为逆变器输出电压，il 为滤波电感电 流，ic 为滤波电容电流，i0 为负载电流，r 为 考虑滤波电感 L 的等效串联电阻、死区效应、 开关管导通压降、 线路电阻等逆变器中各种阻 尼因素的综合等效电阻。
图 10 突加 68%额定负载时响应波形及局部放大图 （90V/div 20A/div 10ms/div） (b) WCF=4.9 图 9 非线性负载时电压电流波形及 THD （90V/div 50A/div 10ms/div） (a) WCF=3.2
图 9 显示双环控制逆变器带非线性负载 峰值达到额定负载电流峰值时的响应波形： 图 9(a)为负载电流峰值 I0p=71A，电流波峰因子 =3.2，输出电压 THD=0.531%；图 9(b)为负载 电流峰值 I0p=76A，电流波峰因子=4.9，输出 电压 THD=0.605%。可见在额定输出、负载电 流波峰因子超过 3 的情况下，输出电压 THD 较低， 逆变器双环控制系统表现出对非线性负 载引起的波形失真具有较强的抑制能力。 图 10 显示了逆变器突加 68%额定负载 （ 34A ）时的输出波形及突加时刻局部放大 图。动态过渡过程约为 0.6ms，输出电压变化 率约为 7.6%，负载适应性强。 表 1 显示了双环控制逆变器稳态输出电
（7） （8）
（a）开环频率特性
（b）闭环频率特性
图 4 电压外环频率特性
k 156040 + 2 i = 18.82 + s s
由图 2 可得电流内环的开环和闭环传函：
Giop ( s ) = C ( k 2 p s + k 2i ) LCs 2 + rCs + 1
（9）
图 5 输出阻抗频率特性
Gicl ( s ) =
C ( k2 p s + k2i ) LCs 2 + ( rC + Ck 2 p ) s + 1 + Ck 2i
（10）
利用电流内环闭环传函推导出电压外环 的开环传函：
Guop (s) =
(k1 p s + k1i ) (k2 p s+k2i ) s [LC s 2 + (r + k2 p )Cs + Ck2i + 1]
2
（11）
(a) 额定功率阻性负载 (b) 额定功率阻感性负载 图 6 逆变器双环 PI-PI 控制系统负载突变响应 (100V/div, 100A/div, 0.01s/div)
电压外环的闭环传函和系统的输出阻抗 即式（5）中的 Gur ( s) 和 Gio ( s) 。可得如图 3~ 图 5 所示的双环控制系统的频率响应特性：
电压给定信号 ur 与输出电压反馈信号 u0
设计， 需考虑两个调节器之间的响应速度、 频 带宽度的相互影响与协调， 控制器设计步骤复 杂， 还需要反复试凑验证； 采用极点配置方法 大大简化了设计过程， 同时能满足高性能指标 要求，这种设计方法具有明显的优越性。 针对一台单相 PWM 逆变器进行双环控制 器设计，逆变器的主要参数如下：额定输出电 压 Uor=220V（rms） ，额定频率 f=50Hz，额定 输出功率 Po=11kW， 额定功率因数 cosφ=0.8， 输 出 滤 波 电 感 L=0.43mH ， 输 出 滤 波 电 容 C=140μF，等效阻尼电阻 r=0.1Ω，PWM 开 关频率 fsw=10kHz。取期望阻尼比ζr=0.8，期 望自然频率ωr=2500，可得：
s 2 ( sL + r ) I0 (s) LCD ( S )
= Gur ( s )U r ( s ) − Gio ( s) I o ( s )
（5）
系统输出传函中的前一部分 Gur ( s ) 体现了控 制系统输出对正弦电压给定 ur 的跟踪性能， 而后一部分 Gio (s) 体现了负载电流对控制系统 输出的扰动特性，即系统等效输出阻抗。 其中控制系统特征方程为：
G v ( s ) = k1 p + Gi ( s ) = k 2 p k1i 964.53 = 0.5974 + s s
图 3(a) 表明电流调节器使得电流内环的 相角裕度接近 800，稳定性较高；图 3(b)表明 电流内环带宽较宽，响应速度非常快；图 4(a) 显示电压外环相角裕度超过 600，幅值裕度非 常大； 图 4(b)表明双环控制系统基波闭环增益 接近 1，系统稳态性能非常好；图 5 表明负载 扰动在各个频段都有较大衰减， 系统具有很强 的负载扰动抑制能力。
（3） （4）
PWM 逆变器的电压电流双环控制分为两 类： 电感电流内环电压外环控制和电容电流内 环电压外环控制。对于电感电流内环控制，由 于负载电流 i0 作为逆变器的外部扰动信号处 在电感电流环之外， 控制系统不能很好的抑制 负载扰动，动态性能不理想。电容电流内环电 压外环控制系统动态性能好， 抗负载扰动性能 强。PWM 逆变器电容电流内环电压外环双环 控制系统框图如图 2 所示：
T1 T3
比较得到电压误差， 经过电压调节器 Gv 产生电 流给定信号 uir，uir 与电容电流反馈信号 ic 比 较而得的电流误差信号经过电流调节器 Gi 形 成控制量 u1，对逆变器实施控制。
3 控制器设计、仿真和实验
3.1 电流内环采用 PI 调节器
r
il
L
E
T2
a
T4
io ic
C R
在该双环控制方案中，电流内环采用 PI 调节器，简称双环 PI-PI 控制系统。其中电流 调节器 Gi 的比例环节用来增加逆变器的阻尼 系数，使整个系统工作稳定，并保证有很强的 鲁棒性； 电流调节器的积分环节用来减少电流 环稳态误差；电压外环也采用 PI 调节器，电 压调节器 GV 的作用是使得输出电压波形瞬时 跟踪给定值。 这种电流内环电压外环双环控制 的动态响应速度十分快，且静态误差很小
光伏并网逆变器PID控制算法研究
Research on dual-loop control technology for PWM Inverters 何俊，彭力，康勇（华中科技大学电气与电子工程学院，湖北，武汉） 摘要： 分析比较了单相PWM 逆变器电感电流内环电压外环和电容电流内环电 压外环两种双环控制方式，重点研究了电容电流内环电压外环双环控制。依据电 流内环所采用调节器的不同，分别讨论了电流内环采用P 调节器、电压外环为 PI 调节器和电流内环、电压外环均为PI 调节器两种双环控制方式。采用极点配 置的方法设计控制器参数， 仿真和实验结果表明以上两种双环控制方式均能达到 较好的动、静态特性。
关键词：PWM 逆变器 双环控制 极点配置
Key words: PWM inverter, dual-loop control, pole assignment
1 引言
瞬时控制方案可以在运行过程中实时地 文献研究表明电压外环电流内环的双环控制 方案是高性能逆变电源波形控制的发展方向 之一[1-3]，双环控制方案的电流内环扩大逆 变 器控制系统的带宽，使得逆变器动态响应加
[4-5]
b
ul
u0
图 1 单相全桥逆变电路
对于单相逆变器这样一个双输入、 单输出 的二阶系统，选择电容电压 u0 和电感电流 i1 作为状态变量，可得状态空间表达式如下：
&0 0 u i = 1 & 1 − L 1 1 0 − C u0 + 1 u1 + C i0 i r − 1 L 0 L
D (s) = s4 + rC + Ck 2 p LC s3 + 1 + k1 p k 2 p + Ck 2 i LC s2 +
k 1 p k 2 i + k 2 p k1 i LC
图2 控制系统方框图
s+
k1 i k 2 i LC
（6）
对上述系统按极点配置方法设计控制器 参数。 双环控制系统的控制器参数按常规方法
于电感电流内环对负载扰动的抑制作用较闭环控制结构由外环电压 调节器和内环电流调节器组成。 外环电压调节 器一般采用PI 调节器， 内环电流调节器可以 采用PI 调节器或P 调节器。采用极点配置方
调控输出电压波形，使得供电质量大大提高。 以本文采用电容电流内环电压外环控制方案。
快，输出电压的谐波含量减小，非线性负载适 法设计系统控制器参数， 通过仿真和实验对以 应能力加强。目前，这种基于电流内环的电压 上两种双环控制方案进行了分析和比较。 源逆变器波形控制技术越来越得到广泛的应 用。 PWM 逆变器双环控制方案分为电感电流内 环电压外环和电容电流内环电压外环两种,由
2 逆变器及控制系统模型
(a)电流峰值达额定峰值 （a）开环频率特性 （b）闭环频率特性
(b)电流有效值达额定有效值
图 7 逆变器双环 PI-PI 控制系统非线性负载响应波形 （100V/div, 100A/div, 0.01s/div）
图 3 电流内环频率特性
对逆变器双环 PI-PI 控制系统进行仿真： 图 6 为逆变器双环控制系统在负载满功 率突变时的动态响应情况， 电压变化量不超过 8.9%，调节时间不超过 0.5ms，可见动态响应 快，输出电压变化较小。 图 7 为逆变器双环控制系统在非线性负 载条件下输出电压、电流波形，图 7(a)为非线 性负载电流峰值超过逆变器额定负载电流峰 值时的波形，电流峰值 I0p=79.6A，波峰因子 WCF=3.35 ，输出电压 THD=0.54% 。图 7(b) 为非线性负载电流有效值超过逆变器额定负 载电流有效值时的波形， 电流峰值 I0p=172.8A， 电 流 波 峰 因 子 WCF=3.31 ， 输 出 电 压 THD=0.71%。 可见电容电流内环和电压外环均采用 PI 调节器时双环控制逆变器从频率响应特性和 仿真结果均反映了其优越的动、静态特性。 实验装置为 IGBT 单相全桥逆变器，逆 变 器 参 数 如 下 ： 输 出 额 定 电 压 Uor=220V （RMS） ，输出额定电流 Ior=50A（RMS） ， 滤波电感 L=0.43mH，滤波电容 C=140μF， 实测阻尼电阻 r=0.1。 实际应用时为了避免纯 积分环节引起的饱和问题，积分环节用一个 大惯性环节代替， 这样低频增益变为有限值， 转折频率以上增益保持不变。 图 8 显示了逆变器双环控制系统阻性满 载 （ 50A ） 时 的 输 出 波 形 ， 输 出 电 压 THD=0.419%；
光伏并网逆变器PID控制算法
图 3(a) 表明电流调节器使得电流内环的 相角裕度接近 800，稳定性较高；图 3(b)表明 电流内环带宽较宽，响应速度非常快；图 4(a) 显示电压外环相角裕度超过 600，幅值裕度非 常大； 图 4(b)表明双环控制系统基波闭环增益 接近 1，系统稳态性能非常好；图 5 表明负载 扰动在各个频段都有较大衰减， 系统具有很强 的负载扰动抑制能力。
此文章可以做光伏逆变器控制算法的参考，欢迎大家相互交流和学习。邮箱 766755171@
Abstract：The voltage and current dual loop control system is divided into inductor current feedback and capacitor current feedback. Both of them are analysed and ompared in the paper. Depending on the difference of controller for the current loop, the dual loop control is classified into two methods: current loop using P controller with voltage loop using PI controller and both current loop and voltage loop using PI controller. Controller parameters are designed based on pole assignment technique. Simulink and experiment results demonstrated that both of two schemes could achieve good dynamic and static performance.
光伏逆变器PID解决方案
光伏逆变器PID解决方案PID（Potential Induced Degradation）效应指的是光伏电池板在特定环境条件下出现的性能衰减现象。
其原因主要是光伏电池板与接地电势之间的电位差引发电流流失，从而导致电池板的输出电压降低，进而降低光伏逆变器的效率。
为了解决光伏逆变器PID效应，一种常见的解决方案是应用PID算法。
PID（Proportional-Integral-Derivative）算法是一种常见的控制算法，通过对误差进行比例、积分和微分处理，以实现系统的稳定控制。
在光伏逆变器中，通过应用PID算法对逆变器进行控制，可以有效减少PID效应对系统性能的影响。
具体而言，光伏逆变器PID解决方案包含以下几个关键步骤：1.检测PID效应：使用专业的测试设备对光伏电池板的输出电压进行检测，以确定是否存在PID效应。
2.确定PID参数：PID算法中的三个参数，即比例系数（P）、积分时间（I）和微分时间（D），需要根据具体情况进行调整。
可以通过实验和模拟方法确定PID参数的合适数值。
3.程序设计：根据确定的PID参数，设计对应的控制程序。
程序可以通过软件实现，也可以通过硬件电路实现。
4.实施PID控制：将设计好的PID控制程序应用于光伏逆变器中。
通过监测光伏电池板的输出电压和电流等指标，实时计算PID控制算法所需的误差，然后调整逆变器的输出，以实现对系统的控制和稳定。
5.监测和调整：在实际运行过程中，不断监测光伏逆变器的性能，如输出电压、电流、功率等指标。
根据实际情况，对PID参数进行调整，以提高控制效果。
除了PID算法，还有其他一些方法可以用来解决光伏逆变器PID效应，例如接地处理、调整逆变器工作电压和优化电池板布局等。
这些方法可以与PID算法相结合，以提高解决PID效应的效果。
总之，光伏逆变器PID解决方案通过应用PID算法和其他相关技术手段，可以有效减少PID效应对光伏逆变器性能的影响，提高系统的稳定性和效率。
光伏 逆变器 pid功能模块 原理
光伏逆变器 pid功能模块原理光伏逆变器PID功能模块原理光伏逆变器是将光伏发电系统中直流电能转换为交流电能的关键设备。
在光伏逆变器中，PID (Potential Induced Degradation) 功能模块起着重要作用。
PID是指在光伏电池组件中，由于电场效应引起的电位漂移现象，导致组件性能下降的问题。
为了解决PID问题，逆变器中引入了PID功能模块。
PID功能模块的原理主要包括电压去偏、电流补偿和自动校正等几个方面。
首先，电压去偏是指通过检测光伏电池组件输出电压的偏差，对输出电压进行调整，以消除电位漂移引起的电压降低。
在光伏逆变器中，通过对输入电压进行采样和测量，然后与设定值进行比较，控制传感器对输出电压进行调节，使其达到预定值。
电流补偿是指通过精确测量光伏电池组件输出电流的偏差，并对输出电流进行补偿，以消除电位漂移引起的电流损失。
逆变器中的电流传感器可以实时监测输出电流的变化情况，然后反馈给PID功能模块，通过对电流进行调节，使其恢复到正常值。
自动校正是PID功能模块的关键部分。
逆变器通过预先设定的算法，对输出电压和电流进行采样和计算，然后根据计算结果进行自动校正，以确保光伏电池组件的性能保持在最佳状态。
自动校正可以周期性地检测和调整光伏电池组件的输出电压和电流，以保证系统的稳定性和效率。
光伏逆变器PID功能模块的工作原理是通过对输出电压和电流进行检测和调节，以消除电位漂移引起的性能下降问题。
通过精确的测量和计算，PID功能模块可以实时监控光伏电池组件的输出状态，并及时进行补偿和校正，以保证系统的正常运行。
总结起来，光伏逆变器PID功能模块的原理是通过电压去偏、电流补偿和自动校正等方式，对光伏电池组件的输出电压和电流进行检测和调节，以消除电位漂移引起的性能下降问题。
PID功能模块的引入，可以有效提升光伏发电系统的效率和可靠性，保证系统的稳定运行。
在未来的光伏逆变器技术发展中，PID功能模块将继续得到广泛应用并不断优化，以满足不同光伏发电系统的需求。
并网光伏逆变器的控制算法研究
并网光伏逆变器的控制算法研究随着光伏发电技术的不断发展和成熟，光伏发电市场正在逐渐扩大。
然而，光伏发电系统的功率输出和传输必须经过逆变器进行调整，这样才能使得发电质量更好、更稳定。
并网光伏逆变器的控制算法是当前光伏发电系统研究中比较热门的领域，也是光伏发电系统中最核心的技术之一。
一、并网光伏逆变器的控制算法的研究意义控制算法是并网光伏逆变器的核心技术。
通过优化算法，可以提高并网光伏逆变器的控制精度，避免发电系统冲突和故障，以提高光伏发电系统的工作效率。
一方面，优化算法可以提高并网光伏逆变器的稳定性和输出电压，确保逆变器输出的电流与负载的需求匹配，以最大限度地优化光伏发电系统的发电效率。
通过调整逆变器的输出功率，可以减少电网的负荷压力，从而使得发电和供电更加平衡、稳定。
另一方面，优化算法可以优化光伏发电系统的渗透性，并缓解电网负荷不均衡和不稳定性问题。
通过减少光伏发电系统对电网的负担，可以使得电网的电负荷得到更好地平衡和稳定，从而提高发电系统在电网中的接受性和适应性。
二、并网光伏逆变器的控制算法的现状目前，国内外关于光伏发电系统控制算法研究主要集中在以下几个方面：一是优化逆变器的控制算法。
通过优化逆变器的控制算法来提高光伏发电系统的控制精度和输出电压，以保障逆变器输出的电流与负载需求匹配，优化光伏发电系统的发电效率。
二是优化电网输入的功率，以减少光伏发电系统对电网的压力。
通过减少光伏发电系统对电网的负担，可以使得电网的电负荷得到更好地平衡和稳定，提高发电系统在电网中的接受性和适应性。
三是研究逆变器的最大功率点跟踪算法，以优化光伏发电系统的节能效果。
最大功率点跟踪算法能够保证光伏发电系统能够在最大功率点输出功率，以最大限度地提高光伏发电系统的能效。
三、并网光伏逆变器的未来发展展望一方面，未来的光伏发电系统将更加智能化和便捷化。
未来的并网光伏逆变器将搭载更加高端的硬件和软件，能够更快地响应电网变化，还将改进并网光伏逆变器的交互性，使得用户可以更为方便地对光伏发电系统进行操作。
三相光伏并网逆变器的控制算法
５ ９
文 章编 号 ：０ ４— ８ Ｘ（０ ２ ０ ０ ５ ｏ １０ ２ ９ ２ １ ） ３— ０ ９一 ３
三 相 光伏 并 网逆 变 器 的 控 制 算 法
郭迎辉 封淑亭 ，
（ ． 定供 电公 司 ， １保 河北 保 定
摘
０ １５ ；． 家庄供 电公 司 ， ７ ０ １２ 石 河北 石 家庄 ０ ０ ５ ） ５ ０ １
ｇ一ｏ （ ｉｉｉ ５ ｓｑ ） ；一ｅ ｔｄ ）＋ Ｌ
一
ｉ）＋ｏ ｌ ＋ｅ ｑ ｔ ｄ ｑ Ｌ
３ 基 于 电 网 电压 定 向的 矢 量 控 制
电压 定 向控制 策 略具 有 开关 频率 固定 利 于 网侧滤
由式 （ ） 见 ， ｄ ｑ轴 电流 分别 进行 Ｐ 调节 ， ５可 对 、 Ｉ 分 别 加上 电网 电网 的 ｄ ｑ轴 分 别 ， 分 别 加 上 交 叉 耦 合 、 并
福 岛核泄 漏事 故发 生 后 ， 仅 １本 国 民对 核 电站 失 去 不 ３
制策 略进 行 了深入 研究 。
２ 三相光伏逆变器拓扑结构及 ｄ ｑ模型
为讨论 方便 ， 文 讨论 的光 伏 并 网逆 变器 控 制 策 本 略不 涉及 有关 Ｍ Ｐ Ｐ Ｔ的 控制 ， 只研 究 其 中并 网逆 变 而 器 的变 流控 制策 略 。 图 １中 ， 、 、 为 逆 变器 交 流 侧 输 出 电压 ； ｉ
要 ： 析 了三相 光 伏 并 网逆 变器 的电路拓 扑 结 构、 学模 型和控 制 结构 。控 制 结构采 用 同步旋 转 坐标 系下的 分 数 基 于 Ｐ 控制， Ｉ 采用 电压外环和电流 内环双闭环控制 ， 实现有功功率与无功功率解耦控制， 能够灵活方便地实现单
光伏并网系统模糊PID控制器的设计
会导致光伏发电系统 的工作条件发生变化 ，使得逆 变跟踪 电网电压的精度降低 ，难 以实现平滑并 网的
要 求 ，其 显 示 出较 大 局 限性 ，很 难 取 得 满 意 的效 果［ ２ － ７ １ 。本 论 文从 光伏 发 电 自身 的特 点 出发 ，在模 糊 控 制 的 基 础上 ，设 计 了光伏 并 网模 糊 Ｐ Ｉ Ｄ控制 器 ，
控制与 Ｐ Ｉ Ｄ 控 制相 结 合 的模 糊 Ｐ Ｉ Ｅ ） 控 制 ．改 善 了光 伏 系统 并 网控 制 的 动 态过 程 ，能够 实现 光 伏 系统 的平 滑 并 网。
关 键词 ：光伏 系统 ；并 网控 制 ；模 糊 Ｐ Ｉ Ｄ 控 制
中图分 类 号 ：Ｔ Ｋ ５ １ ３
文献标 识 码 ： Ａ
作者简 介 ：贺运胜（ １ ９ ８ ５ 一 ） ， 男， 山东单县人 ， ２ ０ ０ ９ 年毕业 于华 北电 力 大学科 技学院电气工程及其 自动化专业 ， 助理工程师 ， 主要从事电厂 、 变电站电气设备的调试与研究工作。
・
图 ２ 并网逆变器模 型结构 图
２ ８・
２ ０ １ ３年 １ Ｏ月
贺运胜 ：光伏并 网系统模糊 Ｐ Ｉ Ｄ控制器的设计
２ 模 糊 Ｐｌ Ｄ控 制器 的 设 计
２ ． １ 模糊 Ｐ ｌ Ｄ控 制原 理
２ ． ２ 基于模 糊 Ｐ ｌ Ｄ控 制 系统的设 计
并 网光伏系统是一个双环结构 ，并 网电流内环
和直 流 电压外 环 ，分别完 成逆 变控 制 和直流 侧 电压 稳定 。逆 变器 直流母 线 电压 的稳定 直接 决定 着最 大 模糊 Ｐ Ｉ Ｄ控制指 的是模糊 技术 与常规 的 Ｐ Ｉ Ｄ
该控制器通过实时改变控制器参数值 ，改善了光伏
(完整word版)光伏并网系统中MPPT常用算法及控制策略
光伏并网系统中 MPPT 常用算法及控制策略1.1光伏阵列的电气特性讨论光伏并网系统的控制策略，就必须首先要清楚光伏阵列的 控制解决方案。
1.1.1 光伏电池的等效模型图1光伏电池的等效模型图1是光伏电池(Solar Cell) 等效模型。
它由理想电流源 Is 、反向并联二极管 D 串联电阻R s 和并联电阻R sh 构成。
其中Is 的值等于电池的短路电流，其大小反映了光伏电池所处环境的日照强度。
日照越强，Is 越大；反之越小。
下式是光伏电池的I — V 特性关系方程。
理想情况下 Rs ,可近似为零，Rsh 近似为无穷大，则上式可简化为式中,V-I ，P-V 特性，进而提岀合理的I为工作电流，I o为反向饱和电流，V为电池的输岀电压，其余皆为常数。
这样，光伏电池的输出功率为:这表明光伏电池的输岀功率是日照强度和温度的非线性函数，但是和电流和电压时一种比例关系。
1.1.2 光伏电池特性1、光伏器件输出特性为了更好的理解光伏电池的特性，根据上面的结论，光伏电池的非线性函数关系绘制岀其在日照不同、结温相同和日照相同、结温不同情况下的光伏电池I —V、P- V特性曲线，如图2、3所示。
(1).电池结温不变，日照变化(a) I-V特性曲线(B) P-V特性曲垛图2光照强度不同情况下I —V、P-V特性曲线图2为光伏电池结温不变、日照强度变化情况下的一组I —V和P—V特性曲线，从图中可以得岀以下结论① 光伏电池的短路电流随光照强度增强而变大，两者近似为比例关系 种日照条件下变化不大； ② 光伏电池的最大输岀功率随光照强度增强而变大， 且在同一日照环境下有唯一的最大输岀功率点。
在最大功率点左侧，输出功率随电池端电压上升呈近似线性上升趋势 ；到达最大功率点后， 输出功率开始快速下降，且下降速度远大于上升速度；③ 如图2(a)所示：在虚线 A 的左侧，光伏电池的特性近似为电流源，右侧近似为电压源。
虚线 A 对应最大功率点时光伏电池的工作电流，约为电池短路电流的 90%;④ 如图2(b)所示：结温一定的情况下，光伏电池最大功率点对应的输岀电压值基本不变。
光伏并网逆变器的控制策略
光伏并网逆变器的控制策略光伏并网逆变器的控制策略摘要：本文针对使用较多的单相两级非隔离型光伏并网逆变器拓扑和三相单级工频隔离型逆变器拓扑，分别简要分析了其控制策略，包括MPPT原理、电网电压锁相、同步并网正弦电流指令生成、逆变器电流闭环控制、SPWM控制。
分别给出了控制系统结构框图。
1 引言本专题的第一篇论文介绍了作者所在实验室使用的三种光伏并网逆变器的主电路拓扑。
限于篇幅，本文主要介绍“单相两级非隔离型7kW”和“三相单级工频隔离型20kW”两种拓扑的控制策略。
“单相高频隔离型250W微型逆变器拓扑”比较特殊，目前市场上用得较少，其控制策略也不具有一般性。
光伏并网逆变器的控制策略主要包括三大块：最大功率点跟踪（MPPT）、孤岛检测和控制、以及通过逆变器实现单位功率因数并网发电。
本专题中第三篇论文“光伏并网控制系统最大功率点跟踪（MPPT）方法”专门讨论MPPT的相关问题；第四篇论文“光伏并网发电系统的孤岛检测方法”专门讨论孤岛检测问题。
本文中重点介绍单位功率因数并网的相关技术，包括：电网电压锁相、并网电流指令信号的生成、并网电流跟踪控制、SPWM 控制方式等；单相两级变换拓扑还包含一个电压控制外环。
至于MPPT和孤岛检测，本文只介绍它们与其它部分之间的关系。
2 单相并网逆变器控制策略单相并网逆变器的电路拓扑见本专题第一篇论文的图8，其控制系统结构框图示于本文图1。
其中，上半部分通过控制前级Boost电路实现MPPT功能；下半部分实现单位功率因数并网发电，包括孤岛检测功能。
下面分别讨论。
2.1 BOOST电路控制与MPPT图1中，us1和is1分别表示光伏阵列（由PV组件串并联而成）输出的直流电压和电流，us1和is1经ADC进入DSP（或ARM）成为数字信号。
PV板电压us1和电流is1用于MPPT计算，根据MPPT算法实时地求出电压指令u*，u*再与三角载波比较得出PWM控制信号，PWM信号用来控制Boost电路的开关管。
一种光伏逆变系统及其pid效应补偿方法和装置
光伏逆变系统是将太阳能电池板产生的直流电（DC）转换为交流电（AC）的装置，以便与电网连接或供家庭、商业或工业用电。
PID（Potential Induced Degradation）效应是一种由潜在差异引起的光伏组件性能下降的现象，特别是在潮湿环境下。
这种现象会导致组件功率输出降低。
为了补偿PID效应，可以采取以下几种方法和装置：
1. 负极直接接地：
- 这种方法是将光伏阵列的负极直接连接到地面，以消除导致PID效应的电位差。
- 但是，这种方法可能不适合某些安装条件，因为直接接地可能会引发其他问题，如安全风险和地线阻抗。
2. 虚拟接地：
- 使用一个电阻器将负极连接到一个模拟地电压的点上，而不是真正的大地。
- 这样可以在不直接接地的情况下减少PID效应。
3. 增加隔离层：
- 在光伏组件中引入额外的绝缘层，以减少湿度对组件的影响并防止PID效应发生。
4. 使用专用设备：
- 市场上有一些专门设计用于检测和补偿PID效应的设备，例如一些具有PID防护功能的逆变器或PID恢复设备。
- 这些设备通常通过改变逆变器的工作方式或提供反向偏压来减轻PID效应。
5. 改进安装技术：
- 提高安装质量，确保组件之间没有水分积累，并尽量避免在潮湿环境中运行光伏系统。
6. 定期维护和检查：
- 定期检查光伏系统的健康状况，包括检查是否存在PID 效应。
- 发现PID效应后及时采取补救措施。
以上这些方法可以根据实际情况结合使用，以最大限度地减少PID效应对光伏系统性能的影响。
在选择最适合的方法时，应考虑安装地点的气候条件、电气标准和成本等因素。
光伏并网系统中MPPT常用算法及控制策略
光伏并网系统中MPPT常用算法及控制策略1.1 光伏阵列的电气特性讨论光伏并网系统的控制策略，就必须首先要清楚光伏阵列的V-I，P-V 特性，进而提出合理的控制解决方案。
1.1.1 光伏电池的等效模型图1 光伏电池的等效模型图1是光伏电池(Solar Cell)等效模型。
它由理想电流源Is、反向并联二极管D、串联电阻Rs和并联电阻Rsh构成。
其中Is的值等于电池的短路电流，其大小反映了光伏电池所处环境的日照强度。
日照越强，Is越大;反之越小。
下式是光伏电池的I— V特性关系方程。
理想情况下Rs，可近似为零，Rsh近似为无穷大，则上式可简化为式中,I为工作电流，I o为反向饱和电流，V为电池的输出电压，其余皆为常数。
这样，光伏电池的输出功率为：这表明光伏电池的输出功率是日照强度和温度的非线性函数，但是和电流和电压时一种比例关系。
1.1.2 光伏电池特性1、光伏器件输出特性为了更好的理解光伏电池的特性，根据上面的结论，光伏电池的非线性函数关系绘制出其在日照不同、结温相同和日照相同、结温不同情况下的光伏电池I—V、P—V特性曲线，如图2、3所示。
(1).电池结温不变，日照变化:图2 光照强度不同情况下I—V、P—V特性曲线图2为光伏电池结温不变、日照强度变化情况下的一组I—V和P—V特性曲线，从图中可以得出以下结论:①光伏电池的短路电流随光照强度增强而变大，两者近似为比例关系;光伏电池的开路电压在各种日照条件下变化不大；②光伏电池的最大输出功率随光照强度增强而变大，且在同一日照环境下有唯一的最大输出功率点。
在最大功率点左侧，输出功率随电池端电压上升呈近似线性上升趋势;到达最大功率点后，输出功率开始快速下降，且下降速度远大于上升速度；③如图2(a)所示：在虚线A的左侧，光伏电池的特性近似为电流源，右侧近似为电压源。
虚线A对应最大功率点时光伏电池的工作电流，约为电池短路电流的90%；④如图2(b)所示：结温一定的情况下，光伏电池最大功率点对应的输出电压值基本不变。