基于级联逆变器的光伏并网发电系统控制策略

系统：取TLPF=T2=10ms，λ=0．435，Udc(N+1)=160V，kif=0．2，CN+1=5600μF，则有Kd≈0.42，Kpv≈3.2，PI调节器的比例系数为0．16。将设计出的参数代入式(3)，可得电压外环的频率响应及阶跃响应如图6所示。由图6a可见，系统可等效为一截止频率为18．8 Hz(闭环带宽)的低通滤波器，能很好地抑制母线电压谐波分量，保证了稳态输入电流质量。由图6b的母线电压单位阶跃响应可知，电压调节时间约为80ms。

4 实验结果

设计了基于3个2H桥单元构成的级联逆变器的单相10 kWp光伏并网发电系统。前两个2H桥单元为梯形波控制，在标准光照和环境温度下，逆变单元输入直流母线电压分别为80 V，160 V，第3个2H桥单元为三态DPM电流滞环跟踪控制，输入直流电压为160 V。并网电流滤波电感L=2．5 mH。图7为基于级联逆变器的光伏并网系统电流闭环控制实验结果。由图可见，并网电流与电网电压同相位。在光照强度发生变化时，并网电流幅值指令发生变化。图7a，b分别为电流幅值指令为40 A和60 A时实验波形，相应并网功率分别为6．22 kW，9．33 kW。即随着光照强度增强，并网电流和功率增加，实现了对光伏输出功率点跟踪。

5 结论

这里提出了通过控制级联逆变器输入直流母线电压值为恒定，来实现输入电压控制(功率控制环)和光伏系统并网电流控制(电能质量控制环)的解耦的控制方法，通过仿真及实验进行了验证，其结果与理论分析一致。系统实现了对光伏输出的最大功率点跟踪，验证了所提控制方法的有效性。