一种新颖的并网逆变器A适应电流滞环控制策略.pdf

一种新颖的并网逆变器自适应电流滞环控制策略 戴训江，晁勤 (新疆大学电气工程学院，新疆乌鲁木齐830008) 摘要：采用通过L滤波器滤波的单相单级光伏逆变器并网的拓扑结构和电流滞环跟踪控制，基于固定电流 滞环宽度控制的数学模型．推导开关频率和滞环宽度的数学表达式，表明开关频率按照二倍频余弦调制变 化，导致开关损耗，EMI增加和滤波器设计困难．提出一种能根据系统电气参数(如光伏阵列直流电压、开关 频率、电网电压和参考电流斜率)动态调整滞环宽度的自适应滞环电流控制算法．能实现开关频率的固定 化：为解决非线性负载光伏供电的电能质量问题；提出能实现谐波电流和无功电流分量补偿的参考电流计 算器模型：提出将自适应电流滞环宽度算法。参考电流计算器、PLL锁相环技术以及最大功率跟踪算法集成 控制开关频率瞬时变化的问题。使滞环宽度瞬时调制而开关频率保持不变。可使电网功率因数接近为l。 关键词：光伏发电：并网逆变器：滞环：自适应；最大功率跟踪算法；PLL锁相环技术；柔性控制器 514 中图分类号：TM615：TK 文献标识码：A 电流滞环控制的原理图。并网系统[5巧1是由太阳能光 0引言 伏模块、直流输入电容、4个IGBT组成的桥式逆变 器、滤波电感和电网组成。电流滞环控制是将瞬时的 太阳能发电已经成为寻求绿色能源的热点．并 网逆变器则是研究的主要领域。并网逆变器是太阳 逆变器电流ii。和正弦参考电流矗进行比较，产生的 电流误差直接和预先设定的滞环宽度比较以决定逆 能模块或阵列并人电网的重要接口．逆变器电流是光 变器开关脉冲的时序。使电感电流上升或下降，从而 伏发电电能质量的重要指标．PWM控制技术是目前 实时紧密地跟踪标准正弦参考电流。电流滞环控制 最为流行的逆变器控制技术【¨。电流闭环的PWM控 的特点有…：快速的瞬态响应．无条件的稳定系统， 制能实时跟踪正弦参考电流波形．精确控制注入电网 易于防止变压器偏磁现象．快速限流能力和无次谐 电流．使其最大限度地降低畸变和减小谐波分量[2]。 波振荡现象。但由于器件开关点更迭取决于逆变器 光伏阵列具有非线性的电流一电压特性以及具有唯 电流到达上下限的时间．且逆变器电流的变化率在输 一最大功率点的功率一电压特性．因此．为最大化地 将太阳能能量通过逆变器传输到电网．需要采用最 出周期为时变．因而滞环控制的开关频率不同定。变 化范围大．给输出滤波电路参数的优化选择带来困难。 大功率跟踪控制算法[3-43实现。 本文提出的一种新颖柔性自适应滞环控制算 并网逆变器 法。能根据期望的开关频率、电网电压、光伏直流输 出电压和参考电流的斜率动态调整滞环宽度．使开 温 关频率保持不变，减小电力电子器件的开关损耗；由 光 于非线性负载的大量应用。引起电网电流畸变，而且 通过锁相环(PLL)技术直接检测的参考电流不再适 用于非线性负载的供电系统．提出了能补偿无功和 谐波分量的参考电流计算器模型。最后．将最大功率 跟踪控制算法、自适应电流滞环宽度算法和参考电 图1单相光伏并网逆变器的拓扑结构和 流计算器模型以及电流滞环控制与PWM驱动集成