驗證了LCL型濾波器參數(shù)設(shè)計及光伏并入配電網(wǎng)的逆變器電壓控制策略的正確性

介紹了光伏逆變系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)，建立了基于濾波器逆變器的數(shù)學(xué)模型，為了便于分析，將abc三相靜止坐標系中的方程化簡為d-q兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學(xué)方程，對逆變器的控制結(jié)構(gòu)和控制參數(shù)設(shè)計進行了簡單介紹。

從濾波器的原理入手，對單L型和LCL型濾波器原理進行對比分析，在設(shè)計方法上，對比傳統(tǒng)的分步設(shè)計法，本文選擇了基于粒子群算法的新型LCL型濾波器的參數(shù)設(shè)計方法，最后通過仿真分析驗證了LCL型濾波器的參數(shù)設(shè)計及所研究的光伏并入配電網(wǎng)的逆變器電壓控制策略的正確性。

在并網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，除去光伏電池陣列作為發(fā)電裝置，并網(wǎng)逆變器是實現(xiàn)整個光伏發(fā)電系統(tǒng)運行的重要器件，是電能能否優(yōu)質(zhì)饋送電網(wǎng)的核心環(huán)節(jié)，它的控制策略的優(yōu)化對于提升整個光伏系統(tǒng)的發(fā)電效率具有重大的意義。

目前逆變器分類主要有直流電壓電源型和直流電流電源型、隔離型和非隔離型等等[1]。目前在應(yīng)用領(lǐng)域較多采用的是電壓型并網(wǎng)逆變器。逆變器在工作時，由于開關(guān)處的動作將會產(chǎn)生諧波，并網(wǎng)的輸出電流將會被注入額外的諧波[2-3]。

為了保證并網(wǎng)的電能質(zhì)量，必須對諧波進行處理，已有的解決方式是在并網(wǎng)側(cè)與逆變器之間加裝濾波器[4]，而常見的濾波器有L型和LCL型，如何選擇及確定濾波器具體的設(shè)計方法也成為目前光伏系統(tǒng)控制方面研究的重點。

本文針對光伏發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)拓撲和逆變器控制策略以及光伏逆變器LCL濾波器參數(shù)的設(shè)計方法進行了研究，優(yōu)化了電壓電流雙閉環(huán)的逆變器控制策略，并對濾波器的濾波原理和性能進行分析。

按照規(guī)定的濾波器參數(shù)設(shè)計要求，對濾波器參數(shù)設(shè)計進行了優(yōu)化，最后建立了光伏發(fā)電系統(tǒng)的仿真平臺，為本文的理論驗證提供了仿真實現(xiàn)。

圖2 濾波器的S域模型

結(jié)論

本文針對光伏發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)拓撲和逆變器控制策略以及光伏逆變器LCL濾波器參數(shù)的設(shè)計方法進行了研究，優(yōu)化了電壓電流雙閉環(huán)的逆變器控制策略，并對濾波器的濾波原理和性能進行分析。

按照規(guī)定的濾波器參數(shù)設(shè)計要求，對濾波器參數(shù)設(shè)計進行了優(yōu)化，最后通過仿真分析驗證了LCL型濾波器的參數(shù)設(shè)計及所研究的光伏并入配電網(wǎng)的逆變器電壓控制策略的正確性。