具有APF功能的光伏并网逆变器研究.docx

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1、具有APF功能的光伏并网逆变器研究周家琪王磊导语：针对光伏并网系统目前所面临的设备利用率较低、电力系统谐波污染严重等问题，讨论了光伏并网系统与APF统一控制。摘要：针对光伏并网系统目前所面临的设备利用率较低、电力系统谐波污染严重等问题，讨论了光伏并网系统与APF统一控制。分析两者施行统一控制的系统构造与控制策略，使系统不仅具有光伏并网发电功能，同时还可以对系统谐波进展补偿。分析了基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法和具有APF功能的光伏并网系统中并网电流指令信号的合成方法。采用电压电流双闭环PI控制，实现对并网指令信号中有功基波信号无稳态误差跟踪控制，并对特定次谐波进展补偿。最后，通过MATLA

2、B/Simulink对具有APF功能的光伏并网系统进展仿真，验证了系统构造、参数设计及控制策略的正确性与有效性。1引言用户分布式光伏并网发电已成为太阳能利用的主要方式之一，然而光伏逆变器只有在光伏电池板输出才能到达一定值时，系统才并网工作，当日照强度很低或者晚上时，整个系统必须切离电网，设备利用率大大降低。随着我国工业化进程的加快，非线性用电设备大量使用，由这些负载产生的无功和谐波电流对公共电网的危害日益严重。通过对光伏并网发电系统和有源滤波器ActivePowerFilter,APF的拓扑构造及控制方式的综合，将其两者的统一控制现光伏发电和APF的一体化。将光伏并网系统的并网发电功能与APF

3、的谐波补偿功能相结合，使其具备光伏并网发电与谐波补偿的双重功能。进而改善电网电能质量，节约了相设备投资本钱，进步了光伏并网系统装置的利用率。白天逆变器既实现光伏并网发电，也实现APF功能，在光照强度低或夜间时还可以继续作为APF工作。这样不仅进步了设备的利用率，也改善了电网的供电质量，防止了光伏并网系统的频繁投切而造成控制困难的问题。2系统电路构造由于光伏并网系统与APF的根本构造与关键控制技术是相似的，因此目前已有学者研究二者的统一控制技术。将原光伏并网系统进展功能上的延伸，使其具有APF功能，可以有效地抑制谐波问题，实现一机化功能，并且进步了系统的利用率，且不需额外进展投资。图1具有APF

4、功能的光伏并网发电系统构造框图白天，系统可对太阳能进展最大功率跟踪，将光伏有功并入电网。当碰到阴雨天气或者夜晚时没有光照，因此有功功率的输出为零。系统可直接用作有源滤波器，抑制电力系统中谐波污染，改善电网的供电质量。当光伏阵列工作，但输出的太阳能有功功率较小时，可以利用并网系统的剩余容量控制逆变器工作在同时进展光伏并网与谐波补偿的状态下。假设光伏并网系统不能提供足够的容量实现来谐波补偿时，可采用相应的控制策略进展协调，保证系统平安稳定的工作。3系统控制具有APF功能的光伏并网系统控制构造框图如图2所示。对于光伏并网系统来讲是基于坐标变换理论的双闭环控制包括电压外环与电流内环。保证直流侧母线电压的稳定，直流母线电压是否稳定决定着变流器是否可以正常工作，电压外环控制调节输生产生电流内环的给定幅值参考；通过电流内环完成逆变器输出并网电流的跟踪控制，保证电网电流接近正弦波，使其谐波含量与功率因数符合并网标准。并网指令电流是一个由光伏并网有功指令信号与谐波补偿指令信号组成的叠加量，控制系统可以同时实现光伏并网与有源滤波双重功能。图2具有APF功能的光伏并网系统控制图3.1谐波电流检测图3ip-iq法检测电网谐波电流的检测流程