光伏并网逆变器关键问题研究

并网逆变器是太阳能发电系统中最重要的能量转换设备,也是系统中最复杂的装置,由于软件的控制方法和硬件设计不到位,相对于光伏发电系统的其他设备,逆变器故障率最高,其控制性能的直接影响到光伏发电系统的经济效率。本文对太阳能并网逆变器最大功率点跟踪控制、三相三电平的中点平衡控制、电网平衡状态下功率控制策略、电网不平衡状态下功率控制策略及漏电流等关键技术进行研究,有助于提高系统的性能和可靠性。论文的主要内容及工作如下:1.介绍了光伏电池的原理和工作特性,分析了两级光伏并网发电系统最大功率跟踪(MPPT)的原理。提出一种电流预测控制的MPPT算法,该算法有利于改善MPPT的快速跟随性能。2.研究了二极管钳位型三电平逆变器,分析了二极管钳位型三电平变换器直流侧中点电位偏移的原因,提出了中点电位的控制策略,有效地将中点电位的波动控制在合理的范围内。3.在电网电压平衡状态下,研究了电网电压定向的矢量控制策略和直接功率控制策略。两种控制策略的都能改善系统的静态和动态性能,直接功率控制策略在动态响应上更有优势。三相电网电压不平衡状态,研究了抑制负序电流、抑制有功功率或无功功率脉动,同时抑制有功和无功功率脉动四种措施,对三相并网逆变器应对电网异常的能力具有参考价值。4.研究了非隔离型光伏并网逆变器漏电流产生的机理和抑制措施,通过增加电平级数来减小共模电压的变化率,通过增加交流旁路电容或增大漏电流回路高频阻抗,可以有效地减小并网逆变器的漏电流。5.研制了20KW三电平三相系统样机,硬件主要设计了系统的主回路、控制回路、采样电路、驱动保护电路等,软件主要设计了系统循环主程序、矢量控制、直接功率控制程序和SVPWM控制等。