毕业论文（设计）-无差拍控制在光伏并网发电系统中的应用

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1、专业好文档无差拍控制在光伏并网发电系统中的应用张超何湘宁（浙江大学电力电子研究所杭州）摘要：光伏发电系统输出功率的大小和质量易受外部环境的影响，为了使系统能够最大限度的输出高质量的电能，就需要一种快速的电流控制方法控制逆变器工作。本文在分析了无差拍电流控制方法工作原理的基础上，给出参考电流的获取及占空比的计算过程，并将无差拍电流控制应用到两级式单相光伏并网发电系统逆变器的控制中。实验结果表明：该方法具有良好的稳态特性和动态特性。关键词：光伏；并网；电流控制；无差拍控制中图分类号：TM92文献标识码：AImplementationofadeadbeatcurrentcont

2、rollerforPhotovoltaicGrid-ConnectedInvertersZhangChao，WangZhangquan，JiangYanjun，HeXiangning（ZhejiangUniversityHangzhouChina）Abstract：Tomeettherequirementoftheoutputpowerofphotovoltaicgrid-connectedpowergenerationsystem,theinvertershouldbecontrolledaccordingtotheoutputpowerofPVarrays.Inthi

3、spaper,thedeadbeatcurrentcontrolisanalyzedindetail.Thewayhowtogetthereferencecurrentandthedutyofconverterispresented.SimulationandexperimentalresultsshowtheoutputpowerofPVinverterhasgoodqualitywiththedeadbeatcurrentcontrol.KeyWords：photovoltaic;grid-connected;currentcontrol;deadbeatcontro

4、l专业好文档1．引言目前，光伏发电系统主要有独立运行模式和并网发电模式两种。光伏并网发电系统与独立发电系统相比具有造价低、输出电能稳定的优点，因此具有广阔的发展前景。根据控制方式的不同，可将逆变器的控制分为输出电压反馈控制和输出电流反馈控制两种。由于电网巨大的平衡作用，光伏并网发电系统中的逆变器再与电网并联工作时输出电压控制方法抗干扰能力较弱，且对外部环境变化响应的速度慢，因此光伏并网发电系统普遍采用逆变器输出电流控制的方法[1,2]。在目前已有的电流控制方法中，无差拍控制方法具有对外部干扰响应速度快、控制过程无过冲的特点。因此本文将其应用到两级式单相光伏并网发电系统逆变

5、器的控制中，以提高逆变器抗干扰能力。仿真和实验结果表明，无差拍电流控制方法可在各种环境下稳定工作，提高了系统输出电能的质量。2．无差拍控制在光伏逆变器中的应用2.1无差拍工作原理无差拍控制是一种数字化PWM控制方法，它具有动态性能好、控制过程无过冲的特点。由于其具有非常快的暂态响应，因此非常适用于受外部多变环境影响的光伏发电系统逆变器的控制。无差拍控制的基本思想是根据含有滤波器的逆变系统的状态方程和输出的反馈信号推算出下一个采样周期逆变器的开关时间，即逆变器下一个周期开关器件的脉宽控制量△T（k＋1）是根据逆变器当前时刻的状态量和下一个采样时刻逆变器输出的参考电流计算出来

6、。由以上分析可以得出：如果想得到K＋1时刻的脉宽控制量△T（k＋1），必须得到时刻K时逆变器输出状态和下一个时刻逆变器的参考信号。2.2逆变器脉宽的计算专业好文档假设逆变器工作时，逆变器输出参考电流为已知，逆变器输出的电感电流可以通过采样及时得到，且并网工作时图1中滤波器电容中电流与逆变器输出的电流相比可以忽略不计，那么可得到公式1：(1)式中各项参数定义如下：iL(k)：采样周期k时刻电感L的采样电流Ts：功率器件开关周期L：逆变器输出滤波器电感：采样周期k时刻逆变器输出电压平均值图1.光伏发电系统拓扑结构：采样周期k时刻电网电压平均值RL：逆变器滤波器等效电阻：采样周

7、期k时刻电感L平均电流由于逆变器输出滤波器等效电阻较小，因此RL可忽略不计，公式1可转换为：（2）经过移项，式2可变为：（3）由于逆变器与电网并连工作，因此可知逆变器的输出电压等于市电，有公式4存在：（4）在采样周期区间平均电压为：（5）综合上述公式可以得出：逆变器在k＋1时刻的输出平均电压可根据时刻k时电感电流iL(k)、电网电压及参考电流iL(k+1)计算得出。由于逆变器输出电压和直流母线电压Vd成比例关系，因此逆变器功率器件占空比为：（6）由式6即可得到逆变器下一个工作周期k＋1时刻的占空比D（k＋1），将该占空比控制逆