小型并网光伏逆变器综合控制策略研究

近年来，由于一次能源的枯竭与经济发展对能源需求量的日益增长，使新能源发电在能源结构中占有的比例逐步增大。本文围绕小型光伏发电系统中光伏逆变器输入、输出侧的控制，提出了光伏逆变器综合控制策略的概念，实现以下几方面的功能。 首先，通过对光伏电池的工作原理的研究建立了一个20×3的光伏阵列模型。针对常用的最大功率点跟踪控制算法存在的缺陷，给出了非对称的双模糊控制算法进行改进，该算法不仅提高了在特定情况下最大功率点跟踪速度与稳态精度，而且可以实现稳定的直流母线电压并进行了仿真验证。 其次，在良好的最大功率点跟踪效果与稳定的直流母线电压的基础下，设计了光伏逆变器的双模式控制策略。独立运行模式下根据LC滤波器的模型设计出电压外环、电流内环的控制策略；并网模式下首先根据并网要求设计出基于改进DQ变换的单相锁相环，然后根据LCL滤波器的模型设计出基于电网电压前馈的光伏逆变器侧电流反馈的控制策略，避免了电网电压对并网电流的影响，最后通过仿真验证了两种运行模式下控制策略的可行性。 最后，在分析孤岛效应产生的危害与机理之后，提出了间歇性无功功率扰动与过/欠频检测结合的孤岛检测算法，该算法不仅可以缩短检测时间，还能减小对电网的影响；针对模式切换过程中存在冲击的问题，设计出一种控制器状态跟随结合模式开关与并网开关协调切换的控制方法，实现模式之间的无缝切换。