图1单相并网逆变器拓扑及相位图
解释图中电路特1b中是代表的逆变器输出电压基本组成部分的相图,Vinv指逆变器输出电流,输出电流通过耦合电感L,该基本组成部分的电感电压VL,其在电网电压根本组件Vgrid [6]。电网电压与逆变器输出电流之间的相位差由角?表示,电网电压与逆变器输出电压的相位差由角?表示。从相图1b中,逆变器并网的有功功率(P)和无功功率(Q)可分别通过标准式(1)(2)(3)求得。
P?Vgrid?*lVgrid(Vinv?(?)) (1)
(2)
Q??*l(Vinv?cos(?)?Vgrid)从式(1)(2),有功功率(P)和无功功率(Q)的幅值可以得到,作为对输出电流的基本组成部分,取决于以下参数
1Vinv的幅值
2逆变器输出电压与电网电压的相移角?
因此,功率流(发电和吸收)双方的有功和无功功率可以得到控制,选择一个适当的逆变器输出电压幅值和逆变器输出电压和电网之间的相移(?)。从相图,图 1b中,人们可以在式(3)得到另一重要的关系关于逆变器并网的输出电流及其相移。
Iout?cos??Vinv?sin???l (3)
其中
Vl???l?Iout
该逆变器输出电流Iout的大小,及相位?(式(3)),取决于逆变器输出电压Vinv的大小和它的相位?。
为了能够注入电网,直流电源是一个必要条件,且幅值必须足够高,因为电压,Vinv,必须有一个最高值,大于或等于电网最高电压。该Vinv可以表示为函数振幅调制指数Ma,在PWM模式下使用。
式(5)给出了逆变器输出电压与直流电源之间的关系。
Vinv?Ma?Vdc (5)
从标准式(4)及(5),可以得到逆变器输出电流,输出电流及相位?的表达,函数的振幅调制指数Ma和相移?(式(6)):
(6)
该逆变器输出电流的大小,输出电流及相位?(式(6)),取决于逆变器输出电压的大小,Vinv,和它的相角?,及不同的振幅调制指数Ma。 在任何情况下,假定目前的并网电流提出了一种低谐波含量(THDz0)。功率因数PF是由从方程式(6)推导的cos?决定的。
对于一个逆变器设计参数组合,(耦合电感L时,连续直流母线Vdc,和振幅调制马指数Ma)中,输出电流仅依赖于Vgrid和Vinv的相位差,因此并网电流Iout可以表示为:(式(7))
Iout?f(?)
Iout?cos??Ma?Vdc??lsin? (7)
为了确定这些参数(L,Vdc,Ma),它是必要的进行了系统的每一个变量的影响分析并网的最大有功和无功功率。首先,图2 a b分别显示了每个变量对并网的有功功率和无功功率的影响和对功率因数PF,而这是目前
能表达振幅为Vinv不同的值的参数。并网电压Vgrid=240V,耦合电感L=20mh。
从图a可以得出结论,根据逆变器的输出电压能得到并网的有功功率和无功功率。从图。 2b中,可以得出结论,要得到电流非常小幅度,有必要维持逆变器输出电压,Vinv,非常接近电网电压,Vgrid ..
在图2b分析得出的结果中可以得出以下结论:
对于较低的输出电流,如果功率因数是要维持等于单位1,逆变器电压大小必须进行更密切的电网电压, 这是很有必要的。
对于恒定直流母线电压,高功率因数可并有较宽的范围内保持输出电流电流幅度与逆变器的电压大小Vinv(少数占空比值)。 其次,逆变器输出电流的函数表示为逆变器输出电压和电网电压的相移, 。
图2c中显示了一个放大围绕团结功率因数的看法。在这种情况下,就可以恢复,只有2毫安价值很高的功率因数(PF> 0.99)可以得到和维持一个广泛电流输出电流范围。对于一个幅值Vinv(脉宽调制的例子模式)的注入电流进入到电网可以控制从1.9A至15.1,变化仅仅是逆变器输出相电压(Vinv)。添加多一个模式,输出电流范围延长2倍至33 倍。
Iout?f(?)
在图2d,可以看到功率因数,输出电流两项Vinv值。由于功率因素是,
在这种情况下,接近1,电流与并网的有功功率成比例。这个数字表明,广泛的权力可以覆盖只有两个不同的调制指数,功率因数接近单位1。例如,当直流母线电压为直流375 V:逆变器输出电压341.108v,调制比 0.910和为Vinv 369.958vma= 0.986。功率因数接近单位1可以注意到。
这一结果证实,逆变器输出电流取决于Vinv和Vgrid相位差,因此建议控制是基于逆变器输出电流控制功能该阶段的逆变器输出电压相对的转移电网电压。
为了保证策略的有效性控制对逆变器输出电压相移为基础,一方面,总谐波失真谐波失真内容目前进入到电网注入必须报低超过5%[2],另一方面功率因素是在一定范围内,这是很有必要的。
相位转移的使用,很少DSPWM模式的使用提供一简单的数字控制,通过优化数字系统的规模和快速反应系统。
3系统控制和操作
图 3显示了并网光伏系统配置,其中包括太阳能电池阵列,直流/直流转换器和singlephase逆变直流/交流。控制结构的并网光伏系统是由两个结构的控制:
1 MPPT控制的写法,其主要属性提取最大功率的光伏发电 2该逆变器控制,主要目标有:
控制活动注入了网格; 控制和调节无功功率; 控制直流母线电压; 确保高品质注入动力; 电网同步
3.1最大功率跟踪控制
直流/直流转换器是用来提高光伏阵列电压在适当水平的基础上,市电电压大小,而在DC - DC转换器控制器的设计运作,最大功率点跟踪器(最大功率追踪)的增加经济可行性的光伏系统。一个种类繁多的MPP跟踪算法存在[5,6]:查表,扰动和观察(P&O公司),增量电导等
对于最大功率跟踪控制器,扰动和-观察方法由于其采用结构简单的事实,它需要较少的测量参数。这一战略的实施是在迅速变化的光伏电源系统gridconnected太阳辐射下运作,只用一个变量:光伏输出电流,IPV。
恒压的方法是通过保持电压在光伏终端始终保持密切的MPP的点。在图4,一对光伏电流和电压特性的例子太阳照射的单元,提出了不同的幅值。
MPP的观察点,就可以看到,电压值变化不大,即使太阳的强度辐照遭受巨大变化。在这个结果的控制功率通量的光伏并网只有一个变量的控制测量,目前的光伏电池。随着拟议制度控制器,目前的最佳工具可以通过命令实现所需的功能。 3.2逆变器控制
控制结构的单相逆变器的建议是如图所示 3。
单相并网逆变器的控制结构
该图代表对应于两个控制回路:允许内部控制注入到电网的电流输入和外部没有控制的直流母线电压,Vdc[7]。该提出的控制是一种相移功率控制方法(PCPS),是不受控的输出电流变化的振幅调制指数,但转移阶段逆变器输出电压Vinv在指定的当前值。
电气工程及其自动化专业光伏单相逆变器并网控制技术研究 开题报告 文献综述 外文翻译
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