一種單相兩級式光伏并網(wǎng)逆變器控制策略

將電壓外環(huán)PI改為按照式(4)取值的PR調(diào)節(jié)器，電壓和輸出電流波形如圖5c所示，可見，采用PR控制輸出并網(wǎng)電流波形沒有明顯畸變，THD=1．22％。PR控制功率變化時母線電壓和并網(wǎng)電流波形如圖5d所示，可見，電壓外環(huán)采用PR調(diào)節(jié)時，系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)節(jié)更快。當功率變化時，雙PI控制大概在10個電網(wǎng)周期才能過渡到一個穩(wěn)態(tài)；而電壓外環(huán)PR調(diào)節(jié)可使母線電壓和并網(wǎng)電流平滑過渡，只需2個周期即可進入下一個穩(wěn)態(tài)。

由圖4搭建仿真模型，3 kW時母線電壓和并網(wǎng)電流波形如圖5e所示。可見，采用新控制方法可保證母線電容穩(wěn)壓和很好的并網(wǎng)電流，THD只有0．8％。新控制方法下功率變化時母線電壓和并網(wǎng)電流波形如5f所示，對比可見，在前級功率變化時，新控制方法和雙PI控制系統(tǒng)動態(tài)性能更好。新控制方法中，系統(tǒng)功率變化時，電流和母線電壓過渡更加平穩(wěn)，同時能保證高質(zhì)量的輸出電流。

7 實驗驗證
H橋采用光伏專用模塊FZ06BLA045FH-P897E，二極管采用SiC肖特基二極管，其快恢復性能好，可顯著降低開關損耗和電磁干擾?？刂撇?BR>用DSP2808芯片。采用圖4中的控制方法，非隔離并網(wǎng)，濾波電感3 mH，實驗波形如圖6所示。

可見，并網(wǎng)電流波形質(zhì)量隨著功率增加越來越好，測量半載1．5 kW時并網(wǎng)電流THD≈1％。

8 結(jié)論
對單相兩級式光伏并網(wǎng)逆變器進行建模，通過理論分析和仿真可知，傳統(tǒng)的母線電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)控制為兼顧并網(wǎng)電流質(zhì)量和系統(tǒng)動態(tài)性能，必須在后級電流環(huán)中加入母線電壓紋波補償和電網(wǎng)電壓抑制補償環(huán)節(jié)。若在電壓環(huán)中采用比例諧振調(diào)節(jié)器控制，將諧振點設置在100 Hz左右，可以抑制母線紋波電壓對并網(wǎng)電流的影響，同時保證系統(tǒng)動態(tài)性能。
提出一種基于功率平衡原理的控制方法，將一個比例控制器作為母線電壓調(diào)節(jié)器加入后級逆變環(huán)路中，使后級可采用簡單的電流環(huán)控制，在母線電容穩(wěn)壓的同時消除了紋波電壓對并網(wǎng)電流的影響。傳統(tǒng)的雙環(huán)控制前后級分開獨立，這樣前級功率變化時，首先體現(xiàn)為母線電壓變化，然后并網(wǎng)電流跟隨母線電壓變化，新控制方法中，前級功率變化時直接作用到后級電流控制中，系統(tǒng)動態(tài)響應更快。仿真和實驗驗證了該方法的可行性。