光伏发电并网逆变器控制器控制系统的设计
单相光伏并网逆变器控制策略研究

单相光伏并网逆变器控制策略研究
随着能源需求的快速增长和环境保护意识的提高,太阳能光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式,受到了广泛关注和应用。
而光伏并网逆变器作为光伏发电系统的核心设备,其控制策略的研究对于提高光伏发电系统的性能和效率具有重要意义。
在单相光伏并网逆变器的控制策略研究中,首先需要考虑的是逆变器的稳定性和可靠性。
在逆变器设计中,采用合适的控制算法,能够有效提高逆变器的稳定性,减少系统的故障率。
同时,还需要考虑逆变器的输出电压和电流的波形质量,以保证光伏发电系统的输出功率稳定和高效。
另外,单相光伏并网逆变器的控制策略研究还需要关注逆变器的响应速度和动态性能。
在光伏发电系统中,由于天气变化等原因,光伏电池的输出功率会发生变化,因此逆变器需要具备快速响应的能力,以实现对光伏电池输出功率的有效控制。
此外,单相光伏并网逆变器的控制策略还需要考虑并网电网的要求。
在并网过程中,逆变器需要满足电网的电压和频率的要求,同时还需要具备对电网电压和频率的检测和保护功能,以确保光伏发电系统与电网之间的安全运行。
最后,单相光伏并网逆变器的控制策略还需要考虑逆变器的效率和功率因数。
在光伏发电系统中,逆变器的效率和功率因数
直接影响系统的发电效率和经济性。
因此,在控制策略的设计中,需要综合考虑逆变器的效率和功率因数的优化。
综上所述,单相光伏并网逆变器的控制策略研究涉及逆变器的稳定性、波形质量、响应速度、动态性能、并网要求、效率和功率因数等多个方面。
通过合理设计和优化控制策略,能够提高光伏发电系统的性能和效率,进一步推动光伏发电技术的发展和应用。
光伏单相逆变器并网控制技术研究

光伏单相逆变器并网控制技术研究
1.逆变器的控制策略:逆变器的控制策略是保障逆变器与电网稳定连
接的重要手段。
逆变器的控制策略包括功率控制、电流控制和电压控制等。
光伏单相逆变器的控制策略应根据电网供电要求和光伏发电系统特点进行
优化设计。
2.并网控制算法:光伏单相逆变器的并网控制算法是实现逆变器与电
网连接的关键。
并网控制算法需要考虑电网的电压和频率波动、逆变器的
响应速度和稳定性等因素,保证逆变器能够满足电网供电的要求。
常用的
并网控制算法包括电压-频率双闭环控制、电流环控制和功率控制等。
3.逆变器的安全保护功能:光伏单相逆变器并网控制技术还需要具备
安全保护功能,保障系统的安全运行。
逆变器的安全保护功能主要包括过
流保护、过压保护、过温保护和短路保护等。
通过合理的安全保护功能,
可以有效防止逆变器因外界因素或系统故障导致的损坏。
4.逆变器的故障检测和诊断:光伏单相逆变器的故障检测和诊断技术
是保障系统稳定运行的重要环节。
逆变器的故障检测和诊断技术可以实时
监测逆变器的工作状态和性能,并判断逆变器是否存在故障,并可以进行
相应的诊断和处理。
通过故障检测和诊断技术,可以及时排除故障,保证
系统连续稳定运行。
总结起来,光伏单相逆变器并网控制技术主要涉及逆变器的控制策略、并网控制算法、安全保护功能以及故障检测和诊断技术等方面。
充分掌握
和研究这些技术,可以提高光伏单相逆变器的效率和性能,保障光伏发电
系统的正常运行,并为光伏发电行业的发展提供技术支持。
光伏发电并网逆变器设计及其控制实现

光伏发电并网逆变器设计及其控制实现光伏发电并网逆变器是一种将光伏电池组发出的直流电能转换为交流电能并与电网连接的装置。
它在光伏发电系统中起着重要的作用,能够将光伏电池组产生的直流电能转化为交流电能供电网使用,从而实现将太阳能转化为电能的目的。
本文将对光伏发电并网逆变器的设计原理及其控制实现进行详细介绍。
光伏发电并网逆变器的设计原理是将光伏电池组发出的直流电能经过逆变器的转换,变为符合电网要求的交流电能。
其主要功能包括功率调节、电网电压频率跟踪以及电网短路保护等。
在设计过程中,需要考虑逆变器的效率、可靠性以及控制精度等因素。
光伏发电并网逆变器的组成主要包括直流侧和交流侧两个部分。
直流侧主要由光伏电池组、直流输入滤波电路和直流侧逆变器构成。
交流侧主要由交流输出滤波电路、逆变桥和输出变压器构成。
在设计中,需要对每个部分进行设计和参数选择,以保证逆变器的正常运行。
光伏发电并网逆变器的控制实现主要包括两个方面:MPPT(Maximum Power Point Tracking,最大功率点跟踪)控制和电网逆变控制。
MPPT控制是为了保证光伏电池组能够始终工作在最大功率点上,通过调整光伏电池组的工作电压和电流,以获得最大功率输出。
电网逆变控制是为了保证逆变器能够将直流电能转换为符合电网要求的交流电能,包括电压和频率的跟踪控制。
在MPPT控制方面,一般采用模拟控制和数字控制相结合的方式。
模拟控制主要通过比较光伏电池组输出电压和电流与最大功率点的关系,通过调整控制信号来实现。
数字控制是采用数字信号处理器(DSP)等处理器实现的,能够实时采集光伏电池组的输出电压和电流,并进行计算和调整。
在电网逆变控制方面,主要包括电网电压跟踪和频率控制两个方面。
电网电压跟踪是通过测量电网电压和逆变器输出电压的差值,并通过调整逆变器的控制信号来实现电网电压的稳定。
频率控制是通过测量电网频率和逆变器输出频率的差值,并通过调整逆变器的控制信号来实现电网频率的跟踪。
毕业设计(论文)光伏并网发电系统设计

摘要随着社会生产的日益发展,对能源的需求量在不断增长,全球范围内的能源危机也日益突出。
地球中的化石能源是有限的,总有一天会被消耗尽。
随着化石能源的减少,其价格也会提高,这将会严重制约生产的发展和人民生活水平的提高。
可再生能源是满足世界能源需求的一种重要资源,特别是对于我们这个人口大国来讲更加重要。
其中太阳能资源在我国非常丰富,其应用具有很好的前景。
光伏并网发电系统是通过太阳能电池板将太阳能转化为电能,并通过并网逆变器将直流电变为与市电同频同相的交流电,并回馈电网。
光伏并网发电系统的核心技术是并网逆变器,在本文中对于单相并网逆变器硬件进行了建摸及设计。
给出了硬件主回路并对各部分的功能进行了分析,同时选用TI公司的DSP芯片TMS320F2812作为控制CPU,阐述了芯片特点及选择的原因。
并对并网逆变器的控制及软件实现进行了研究。
文中对于光伏电池的最大功率跟踪(MPPT)技术作了阐述并提出了针对本设计的实现方法。
最后对安全并网的相关问题进行了分析探讨。
文章的主要内容如下:1.目前国内外光伏发电的现状和发展前景,并对光伏并网发电系统的功能、分类和特点作了简单介绍,对光伏并网发电系统建立了一个总体认识。
2.研究了光伏电池的基本发电原理和输出特性。
重点研究了光伏电池的输出特性和其影响因素,并得出相应的结论。
3.并网逆变器主要包括DC/DC及DC/AC两部分,文中分析了各部分设计重点,明确了选用TI公司的DSP芯片TMS320F2812作为控制CPU的原因及优点,同时给出了控制及软件实现方法。
4.光伏电池发电输出是非线性的,存在输出最大功率(CMPPT)跟踪问题。
本文阐述了常用的最大功率点跟踪方法,并结合本设计提出了改进方法。
使光伏电池工作于最大输出功率点上,获得高效功率输出。
5.在实际太阳能并网发电系统中,太阳能电池的输出及电网的电压是不断波动的,如何实现安全并网以及在运行中对各种故障的检测及报警进行了探讨,重点对“孤岛效应”进行了分析。
分布式光伏发电系统的并网型逆变器设计与控制

分布式光伏发电系统的并网型逆变器设计与控制摘要:随着可再生能源的快速发展,分布式光伏发电系统成为了一个受到广泛关注的领域。
在分布式光伏发电系统中,逆变器的设计与控制是关键的环节之一。
本文将介绍分布式光伏发电系统的基本原理,然后重点讨论并网型逆变器的设计与控制方法。
同时,将探讨当前存在的一些问题,并提出可能的解决方案。
1. 引言分布式光伏发电系统是一种将太阳能转化为电能的系统。
该系统将太阳能电池板转化的直流电能通过逆变器转化为交流电能,并输入到电网中。
逆变器是实现这一转换的核心设备之一。
并网型逆变器允许光伏发电系统与电网之间的双向电能流动。
当光伏发电系统产生的电能超过负载需求时,多余的电能将被输送到电网中,从而实现电能的共享与利用。
然而,为了确保安全稳定地将电能输送到电网中,逆变器的设计与控制变得尤为重要。
2. 分布式光伏发电系统的基本原理分布式光伏发电系统主要由太阳能电池板、逆变器、电网和负载组成。
太阳能电池板将太阳能转化为直流电能,逆变器将直流电能转化为交流电能,然后输入到电网中,最后供给负载使用。
光伏发电系统的工作过程如下:1) 太阳能电池板将太阳光转化为直流电能。
2) 逆变器将直流电能转化为交流电能。
3) 交流电能通过变压器升压之后,输入到电网中。
4) 电网将电能供给给负载使用。
3. 并网型逆变器的设计由于并网型逆变器需要将直流电能转化为交流电能并输入到电网中,因此其设计需要满足以下要求:1) 高效性:逆变器的转换效率应尽可能高,以最大程度地减少能源损耗。
2) 可靠性:逆变器需要具备稳定、可靠的运行能力,以确保电能的安全输送。
3) 控制性能:逆变器需要具备灵活、精确的控制能力,以应对电能输出的要求。
4. 并网型逆变器的控制并网型逆变器的控制包括全局控制和局部控制两个方面。
全局控制主要是通过监测电网的运行状态和负载需求来控制逆变器的电能输出,以实现对电网功率的调节。
局部控制主要是通过反馈控制回路来调整逆变器的输出特性,以保持稳定的输出电压和频率。
太阳能光伏并网逆变器的设计原理框图

太阳能光伏并网逆变器的设计原理框图————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:太阳能光伏并网逆变器的设计原理框图随着生态环境的日益恶化,人们逐渐认识到必须走可持续发展的道路,太阳能必须完成从补充能源向替代能源的过渡。
光伏并网是太阳能利用的发展趋势,光伏发电系统将主要用于调峰电站和屋顶光伏系统。
在光伏并网系统中,并网逆变器是核心部分.目前并网型系统的研究主要集中于DC—DC和DC-AC两级能量变换的结构。
DC—DC 变换环节调整光伏阵列的工作点使其跟踪最大功率点;DC—AC逆变环节主要使输出电流与电网电压同相位,同时获得单位功率因数。
其中DC—AC是系统的关键设计.太阳能光伏并网系统结构图如图1所示.本系统采用两级式设计,前级为升压斩波器,后级为全桥式逆变器.前级用于最大功率追踪,后级实现对并网电流的控制。
控制都是由DSP芯片TMS320F2812协调完成。
图1 光伏并网系统结构图逆变器的设计太阳能并网逆变器是并网发电系统的核心部分,其主要功能是将太阳能电池板发出的直流电逆变成单相交流电,并送入电网。
同时实现对中间电压的稳定,便于前级升压斩波器对最大功率点的跟踪。
并且具有完善的并网保护功能,保证系统能够安全可靠地运行。
图2是并网逆变器的原理图。
图2 逆变器原理框图控制系统以TI公司的TMS320F2812为核心,可以实现反馈信号的处理和A/D转换、DC/DC变换器和PWM逆变器控制脉冲的产生、系统运行状态的监视和控制、故障保护和存储、485通讯等功能。
实际电路中的中间电压VDC、网压、并网电流和太阳能电池的电压电流信号采样后送至F2812控制板。
控制板主要包括:CPU及其外围电路,信号检测及调理电路,驱动电路及保护电路.其中信号检测及调理单元主要完成强弱电隔离、电平转换和信号放大及滤波等功能,以满足DSP控制系统对各路信号电平范围和信号质量的要求。
光伏并网发电系统中逆变器的设计与控制方法

相关研究综述
太阳能光伏并网发电系统是将太阳能转化为电能并直接接入电网的系统。近年 来,针对该系统的研究主要集中在提高效率、扩大规模、降低成本以及改善并 网控制策略等方面。已有的研究成果包括对光伏电池模型的改进、并网逆变器 的设计以及系统优化配置等。实验研究方面,研究者们通过构建不同规模的实 验系统对各种控制策略和优化方法进行了验证和比较。
逆变器的基本原理
逆变器是一种将直流电转换为交流电的装置,其在光伏并网发电系统中起着重 要的作用。当太阳能电池板产生直流电时,逆变器将其转换为交流电,以便与 电网连接并进行电力交换。逆变器的主要组成部分包括整流器、逆变桥和滤波 器,其工作原理是基于半导体开关器件的开关动作来实现电流的逆变。
逆变器的设计方法
光伏并网发电系统中逆变器的设计与控 制方法
目录
01 引言
03 逆变器的设计方法
02 逆变器的基本原理 04 逆变器的控制方法
目录
05 逆变器的应用场景
07 参考内容
06 结论
引言
随着全球能源危机的加剧和环境问题的日益突出,光伏并网发电系统作为一种 清洁、可再生的能源形式,越来越受到人们的。逆变器作为光伏并网发电系统 的核心部件之一,其设计与控制方法对整个系统的性能和稳定性具有至关重要 的影响。本次演示将详细介绍逆变器的设计与控制方法在光伏并网发电系统中 的应用。
3、采用滤波技术:滤波技术是解决电磁兼容问题的重要手段之一。通过在系 统中加入滤波器,可以有效地滤除电网中的谐波和电磁噪声,提高系统的电磁 兼容性。
三、方法与技术
本次演示采用仿真和实验相结合的方法对光伏并网发电系统的电磁兼容性进行 研究。首先,利用仿真软件对不同因素引起的电磁干扰进行模拟分析,探讨其 传播途径和危害程度。同时,通过实验测试不同措施对提高系统电磁兼容性的 效果,为优化系统设计提供依据。
光伏发电三相并网逆变器的设计

TECHNOLOGY AND INFORMATION88 科学与信息化2023年6月下光伏发电三相并网逆变器的设计曾庆龙 常虎国网淮南市潘集区供电公司 安徽 淮南 232082摘 要 目前,在光伏发电行业中,并网逆变器的研究主要集中在硬件开发、电路控制算法等方面。
基于对近几年来的发展情况的搜集与研究,本文对电路控制算法和Matlab仿真进行深入探讨。
设计中的三相光伏并网逆变器主要由DC-DC直流变换电路和并网逆变电路构成。
前部分的DC-DC电路为多支路并联,各支路独立进行最大功率跟踪,满足了直流电压宽输入的要求,可用于各种各样的光伏产业系统;后部分的并网逆变电路采用SVPWM矢量控制进行逆变,提高电压利用率,减少电网的输入谐波。
本文在分析了三相光伏逆变器原理的基础上,利用Matlab进行仿真,观察整个系统的可行性及不同变量对输出电压的影响。
关键词 光伏发电;并网逆变器;最大功率点跟踪;SVPWMDesign of a Three-Phase Grid-Connected Inverter for Photovoltaic Power Generation Zeng Qing-long, Chang HuState Grid Huainan City Panji District Power Supply Company, Huainan 232082, Anhui Province, ChinaAbstract In the photovoltaic power generation industry, the current research on grid-connected inverters is mainly focused on hardware development and circuit control algorithms. Based on the collection and study of the developments in recent years, this paper provides an in-depth discussion of circuit control algorithms and Matlab simulation. The three-phase photovoltaic grid-connected inverter in the design mainly consists of a DC-DC direct current converter circuit and a grid-connected inverter circuit. The DC-DC circuit in the front part is a multi-branch parallel connection with each branch independently for maximum power tracking, which meets the requirement of wide input of direct current voltage and can be used in various photovoltaic industry systems; The grid-connected inverter circuit in the rear part is inverted using SVPWM vector control to improve voltage utilization rate and reduce input harmonics to the grid. In this paper, based on the analysis of the three-phase photovoltaic inverter principle, Matlab is used for simulation to observe the feasibility of the whole system and the effect of different variables on the output voltage.Key words photovoltaic power generation; grid-connected inverter; maximum power point tracking; SVPWM引言目前我国已初步建立起一套比较完善的太阳能与风能的协同与互补工作系统,而对于光伏并网逆变系统的控制试验则缺乏深入的探讨[1-2]。
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分布式并网光伏发电应用研究导读:本辑归纳了分布式并网光伏发电应用前景,并网光伏发电电能质量测试与分析,并网型光伏发电系统控制策略研究,分布式并网光伏发电应用前景,光伏发电系统中蓄电池充电控制研究。
中国学术期刊文辑(2013)目录一、理论篇多功能光伏发电系统仿真设计 1分布式并网光伏发电应用前景 6分布式光伏发电现状及走势 8分布式光伏发电现状及走势孙李平 10分布式光伏发电陷迷途奥克股份阳光电源堪忧 12光伏并网发电若干关键技术分析与综述 14光伏发电并网标准发展陈志磊 21光伏发电并网对东莞电网的影响及对策研究 25光伏发电并网及电能计量问题探究 29光伏发电并网及其相关技术发展现状与展望 31光伏发电并网技术的应用 45光伏发电并网技术难点及破解办法 46二、发展篇光伏发电并网难考验激励机制 49光伏发电并网逆变器控制器控制系统的设计 51光伏发电并网系统的仿真建模及对配电网电压稳定性影响 53 光伏发电并网系统跟踪方法的改进 67太阳能光伏发电的设计应用陈秋宇 1 76太阳能光伏发电的设计应用陈秋宇 79太阳能光伏发电技术及其发展前景分析 82一种新型高效太阳能光伏发电系统的设计及优化分析 84以光伏发电为代表的微电网的经济运行评估 87以光伏发电为代表的微电网的经济运行评估杨海晶 90 应用于停车棚的光伏储能微网发电系统研究 93收稿日期:2012-11-15基金项目:国家自然科学基金(51107088);天津市资助选派优秀博士后国际化培养计划(2012年)通讯作者:肖朝霞(1981-),女,博士,副教授,主要从事分布式发电系统及其控制等方面的研究;E-mail:xiaozhaoxia@tjpu.edu.cn第27卷第4期2012年12月电力科学与技术学报JOURNAL OF EIECTRIC POWER SCIENCE AND TECHNOLOGYVol.27No.4Dec.2012 多功能光伏发电系统仿真设计肖朝霞,刘 东,赵倩宇(天津工业大学电工电能新技术天津市重点实验室,天津 300387)摘 要:提供一种基于Matlab/Simulink的多功能光伏(PV)发电系统仿真设计方法,既可用于系统运行分析和控制器设计,又可通过dSpace将其用于实验室系统.并对系统运行模式进行分析,采用stateflow进行运行模式控制;给出光伏逆变器和蓄电池充放电控制方法,以及它们在Matlab/Simulink中的实现方式。
该仿真方法的应用可促进分布式发电的实用化进程.关 键 词:光伏;蓄电池;操作模式控制;状态流中图分类号:TM341 文献标识码:A 文章编号:1673-9140(2012)04-0012-05Simulation and design of multifunctional PV-inverter systemXIAO Zhao-xia,LIU Dong,ZHAO Qian-yu(Tianjin Key Laboratory of Advanced Technology of Electrical Engineering andEnergy Tianjin Polytechnic University,Tianjin 300387,China)Abstract:A Matlab/Simulink based multifunctional photovoltaic(PV)-inverter system simulationdesign method is provided in this paper.It can be used for system operation analysis and control-ler design,as well as for the laboratory system control by dSpace.The system possible operationmodes are analyzed and the stateflow is used to realize operation mode control.Meanwhile,thecontrol methods of the PV-inverter and battery charging/discharging are presented with the cor-responding implementation in Matlab/Simulink.The application of the simulation method willpromote the utility of distributed generations.Key words:PV;battery;operation mode control;stateflow 分布式发电作为智能电网的组成部分之一为供能提供了一种新方式[1-2].通过逆变器接口的可再生能源发电由于可以采用不同的控制方法而具有更大的灵活性[3-4].多功能光伏发电系统采用光伏发电与蓄电池的组合,通过对逆变器和蓄电池的充放电控制,可以实现向电网提供更多的电能、负荷侧电能质量提高、UPS、无功功率补偿、谐波抑制、为电网提供电压和频率支持等功能[5-7].采用Matlab/Simulink进行该系统的软件部分设计,既可用于系统运行模式和控制器设计的仿真,也可将其应用于控制实验室系统的dSpace上[8-11],这种设计方法可减少从仿真到实际系统的流程和错误概率.笔者详细介绍利用Matlab/Simulink进行多功能光伏发电系统的设计流程.对实验室多功能光伏发电系统进行详细介绍,分析该系统各种可能的运行模式,给出运行模式控制采用Stateflow(状态流)实现的方法和应用于该系统的控制器结构,并给出其在Matlab/Simulink中的实现方法.1 系统模型多功能光伏系统多功能光伏系统实验系统结构如图1所示,实验室系统如图2所示.该系统由功率为100kW的光伏发电单元组成,蓄电池出口电压为384V,由192个电池串联而成,总容量为800Ah.系统的运行模式控制及对光伏和蓄电池充放电控制由dSPACE DS 1401MicroAutoBox完成.通过基于Matlab/Simulink进行该系统的软件部分的设计,既可用于系统运行模式和控制器设计的仿真,也可将其应用于控制实验室系统的dSpace上,同时成熟后可用于控制实际系统.图1 多功能光伏系统Figure 1 Multifunctional PV systems图2 多功能光伏实验室系统Figure 2 Multifunctional photovoltaic laboratory system通过对开关和DC/AC及DC/DC的控制,多功能光伏系统主要提供以下功能.1)向电网提供更多的电能.逆变器的容量可满足光伏和蓄电池同时输出电能,光伏单元一般运行在MPPT模式.2)子网内电能质量的提高.通过连接电感的引入,子网内负荷点电压可免受主网电压波动的影响.3)UPS(不间断供电)功能.由于蓄电池设计的容量可单独为子网内负荷提供电能1h,所以当主网出现故障,该系统可提供持续供电.4)尖峰共享功能.当子网内工业负荷用电处于用电尖峰时,该系统起削峰功能,可有效降低电网成本.5)无功功率补偿.由于光伏发电的间歇性,因此可利用对逆变器的控制为子网内工业负荷提供无功功率.6)谐波抑制.通过对光伏侧逆变器的控制,有效抑制谐波.7)为电网提供电压和频率支持,参与主电网运行.2 系统的主要运行模式系统通过控制断路器S1,S2和S3,主要有联网运行、独立运行和只有蓄电池与PV的工作模式.系统主要运行模式如表1所示,在stateflow里操作模式控制如图3所示.1)对于联网运行,由电网是否处于尖峰运行、PV能否提供电能和负荷对无功的要求情况,又可分为5类:①电网可提供足够电能,DC/AC处于逆变状态,PV运行于最大功率点,将更多电能送给电网,蓄电池由PV充电;②电网可提供足够有功,DC/AC处于整流状态,蓄电池由电网充电;③电网可提供足够有功,光伏输出有功功率未达到逆变器额定功率,逆变器可向子网内负荷或主电网提供无功,DC/AC处于逆变状态,子网与主电网连结点功率恒定或功率因数恒定,蓄电池由PV充电;④电网处于尖峰运行,DC/AC处于逆变状态,PV运行于最大功率点,蓄电池放电为负荷提供电能;⑤电网处于尖峰运行,DC/AC处于逆变状态,PV为蓄电池和负荷提供电能.2)对于独立运行,系统由PV是否可以提供足够电能情况分为2类:①PV恒电压运行为蓄电池和负荷提供电能;②PV运行于最大功率点,蓄电池放电为负荷提供电能.3)对于仅有蓄电池和PV情形,也有2种运行模式:①PV为蓄电池充电.②PV运行于开路电压,不提供电能.31第27卷第4期肖朝霞,等:多功能光伏发电系统仿真设计 表1 系统的主要运行模式Table 1 System main operation modes开关状态DC/AC状态PV运行模式逆变器蓄电池运行模式S1和S2(或S3)闭合(联网运行)S2且S3打开,S1闭合(独立运行)S1打开逆变MPPT(PPV>10kW)电压或电流控制充电or 0(满)整流MPPT(PPV>10kW)电压或电流控制充电逆变MTTP(PPV>10kW)恒功率因数控制充电逆变MPPT(PPV>10kW);恒电压(PPV<10kW)电压或电流控制放电(尖峰共享)逆变由蓄电池充电控制决定电压或电流控制充电(尖峰共享)逆变由蓄电池充电控制决定电压控制充电or 0(满)逆变MPPT(PPV>10kW);恒电压(PPV<10kW)电压控制放电off由蓄电池充电控制决定off充电off off off 0(满)图3 运行模式控制Figure 3 Operation modes control3 主要控制方式对于DC/AC逆变器主要采用恒电压控制、恒电流控制和恒功率因数控制,分别如图4~6所示.图4 电压控制Figure 4 Voltage control图5 电流控制Figure 5 Current control图6 功率因数控制Figure 6 Power factor control41电力科学与技术学报 2012年12月当采用连接电感时控制器结构如图4所示,控制的目的是维持负荷点电压恒定且尽可能将直流侧电能输送到电网,VDClink_set由光伏最大功率跟踪算法确定;当没有连接电感时控制器结构如图5所示,控制的目标为从逆变器看进去的系统为恒流源;当负荷或电网需要大量无功而光伏逆变器没有满载时,可以通过控制逆变器向负荷或电网提供无功,控制器如图6所示.控制器在Matlab/Simulink中仿真如图7所示.图7 控制器在Matlab/Simulink的实现Figure 7 Controller implementation with Matlab/Simulink 当蓄电池放电时,对于DC/DC的控制如图8所示.当直流母线电压低于设置的最小值(0.9倍的光伏最大功率处电压V_mpp)时,蓄电池开始放电,当光伏输出功率大于10kW时,控制目的是使光伏维持在MTTP;当光伏输出功率小于10kW时,维持直流母线电压恒定并保护蓄电池不会过度放电.该控制器考虑蓄电池的放电状态,当蓄电池端口电压小于Vbatt.min时,蓄电池停止放电.当直流母线电压大于其最大值(1.1倍的光伏最大功率处电压V_mpp)时,蓄电池开始充电.根据蓄电池充电特性设计控制器,如图9所示.当蓄电池端口电压较低时采用恒电流控制(图9(b)),随着蓄电池电能增多,充电状态(SOC)发生变化,蓄电池端口电压升高,当达到95%的蓄电池电大电压时,由恒电流充电转换为恒电压充电(图9(c)).当蓄电池电压达到其最大电压且充电电流小于其最小电流时,蓄电池充电已满,停止充电.图8 蓄电池放电控制Figure 8 Battery discharge control51第27卷第4期肖朝霞,等:多功能光伏发电系统仿真设计图9 蓄电池充电控制Figure 9 Battery charge control4 结语笔者提供了一种既可用于系统运行模式和控制器的设计,又可通过dSpace将其用于实验室系统的基于Matlab/Simulink的多功能光伏发电系统仿真设计方法.多功能光伏系统包括9种主要运行模式,各操作模式的控制通过stateflow完成.通过对系统开关、DC/AC和DC/DC的控制,系统可实现向电网提供更多的电能、负荷侧电能质量提高、UPS、无功功率补偿、谐波抑制以及为电网提供电压和频率支持等功能.笔者详细介绍了光伏逆变器和蓄电池充放电控制方法,并给出了它们在Matlab/Simu-link中的实现方式.该仿真方法的应用可促进分布式发电的实用化进程.参考文献:[1]张佳佳,陈金富,范荣奇.微网高渗透对电网稳定性的影响分析[J].电力科学与技术学报,2009,24(1):25-29.ZHANG Jia-jia,CHEN Jin-fu,FAN Rong-qi.Investi-gation of the influence ofm icrogrids high large penetra-tion ratios on power network stability[J].Journal 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