光伏并网逆变器复用技术仿真研究报告.docx

光伏并网逆变器复用技术仿真研究报告 光伏并网逆变器复用技术仿真研究报告 光伏并网逆变器复用技术仿真研究报告 个人资料整理 仅限学习使用 光伏并网逆变器复用技术仿真研究 纲要： 光伏并网逆变器的充裕功率容量能够赔偿非线性负载的谐波电流。采纳能量回馈 MPPT算法能够将有功功率逆变器控制与光伏电池输出电压控制联合起来，达到较高的能量效率。利用 FBD 算法能够及时检测非线性负载电流中的谐波成分，并加以赔偿。仿真模型和结果考证该方法的有效性。 要点词： 光伏电池；并网逆变器；有源电力滤波器；最大功率点追踪 前言 当前，全世界共同面对的能源欠缺与全世界天气变化已经成为限制经济发展，甚至威迫人类生计的重要问题。现代工业的发展给电网带来了大批的谐波电流污染，以致电能利用效率降低，消耗严重。取之不停的太阳能成为最有发展前程的新能源之一。 太阳能光伏电池组的并网逆变器是依照最大功率需求设计的，工作中很少 满负荷运转，夜晚时段更是处于空载状态。有源电力滤波器 ActivePowerFilter ，APF）关于解决谐波问题拥有技术优势，但因价钱昂贵其 应用遇到很大限制。利用光伏并网逆变器的功率余量取代 APF，赔偿电网中的谐波电流，能够提升设施利用率，减少电网消耗，实现 开源 和 节流 并举，有重要的经济效益和技术优势。 本文以三相光伏并网逆变器的复用技术为要点，在 Matlab/Simulink 环境 下成立了光伏电池组的仿真模型，研究了最大功率点追踪MaximumPowerPointTracking， MPPT）控制、电网谐波电流检测算法、逆变器输出电流控制算法，能够实现光伏电池的有功功率并网发电同时兼备无功赔偿 和睦波治理，仿真模型和结果证了然这类方案的正确性，也为仿真技术在光伏并网和节能方面的应用开拓了新的应用领域。 1 光伏电池组 I-V 特征 光伏电池单元由同一半导体基体上的多个串、并联的 PN结构成，在无光照条件下与一般二极管特征同样，只有在光芒照耀下才能产生电势。光伏电池单 元能够用光生电流源与旁路二极管表示，为了更靠近实质状况加入了却电容、散布电阻等参数，其等效电路如图 1 所示。 个人资料整理 仅限学习使用 光伏电池单元在光芒照耀下产生的电流  Ilm  与光强、温度等相关，二极管的 旁路电流与端电压、温度相关。恒定光照条件下，光伏电池的光生电流 不变，忽视结电容的影响，光伏电池的 I-V 特征以下式所示：  Ilm 恒定 上式中的 Io 是二极管反向饱和电流， q 是电子的电量 ×10?19C， k 是波尔兹曼常数 (1.38 ×10?23J/K， T 是环境温度。 不一样光照条件下，光伏电池最大电流与光强成正比，而最大电压则略有增添，成对数关系。 PN结温度的高升会造成输出功率降落。 逆变器复用系统原理 光伏逆变器分为离网型和并网型两大类，离网型逆变器多用于偏僻地域， 连结的负载少且因为与电网无连结，所以不存在谐波问题，也就没有逆变器复用的要求。并网型逆变器与电网连结，负载种类多且存在谐波问题的可能性大，所以逆变器复用技术主要用于并网型光伏逆变器。 并网逆变器的拓扑结构也有多种多样，主要可分为带工频变压器、带高频 变压器和无变压器三类。额定容量大于 30kW的高功率光伏逆变器均采纳三相工频逆变器的拓扑结构，何况关于逆变器复用来说，拓扑结构的影响不大，应选 择带工频变压器的电路拓扑结构。 并网光伏逆变器系统结构及电路连结方式如图 2 所示。光伏并网逆变器与 APF 同样，都是与电网和负载并联，在主电路结构上也同样，都是电压源型三相全桥逆变器 VSI）。二者的差别是逆变器输出的电流主假如基波有功电流， 而 APF 主要输出谐波电流；光伏逆变器的电流幅值由光伏电池供给的电压、功率决定， APF的电流幅值由负载电流中的谐波电流含量决定。 个人资料整理 仅限学习使用 光伏并网逆变器和 APF对输出电流的控制也是同样的，即经过控制 VSI 输出电压达到控制输出电感 r 两头的电压差的目的，而电感两头的电压差就决 L  的 定了电感中的电流变化规律。依照光伏电池组输出功率和负载电流谐波状况，确立 VSI 的输出电流后，使输出电流控制指令同时知足上述两个要求。而后依照电流变化的要求确立 VSI 的开关工作状态即输出电压，达到逆变器复用的目的。 3 功率反应 MPPT算法 在特定光照、温度等外界环境条件下，光伏电池在 I-V 曲线的某一点上有最大的输出功率。光伏逆变器一定调理光伏电池工作点与环境、负载般配，以 获取最高的发电效率，这就是光伏电池的最大功率点追踪。 在光伏电池结温不变条件下，其最大功率点的电压基本不变，所以能够采纳控制光伏电池输出电压为恒定值的方式追踪最大功率点。恒电压追踪法固然简单，可是没法在结温变化、荫