并網(wǎng)逆變器的PQ控制
文中大部分內(nèi)容是引用所讀文獻,出于對原作者的尊重,引用的文獻在文末列出。
光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是將光伏電池陣列發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)電壓同頻、同相的交流電,從而既可向負載供電,又可輸送到電網(wǎng)上的發(fā)電系統(tǒng)通常,市電可視為容量為無窮大的交流電壓源,而并網(wǎng)逆變器的輸出可以控制為電壓源或者電流源。若控制并網(wǎng)系統(tǒng)的輸出為一個交流電壓源,則太陽能并網(wǎng)系統(tǒng)和電網(wǎng)實際上就是兩個交流電壓源的并聯(lián)。要保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,則必須同時嚴格控制并網(wǎng)系統(tǒng)輸出電壓的幅值和相位。必須同時嚴格控制并網(wǎng)系統(tǒng)輸出電壓的幅值和相位。由于鎖相回路響應(yīng)較慢、輸出電壓幅值不易精確控制等原因,這種并網(wǎng)系統(tǒng)和電網(wǎng)之間可能會出現(xiàn)環(huán)流,系統(tǒng)不能穩(wěn)定運行,甚至?xí)霈F(xiàn)故障。因此,光伏并網(wǎng)系統(tǒng)常被設(shè)計成電壓型的電流源系統(tǒng)。此時并網(wǎng)系統(tǒng)相當(dāng)于交流電流源和電壓源的的并聯(lián)。
對集中式的光伏解釋:
其中,光伏組件通過串并聯(lián)、并聯(lián)構(gòu)成光伏陣列,產(chǎn)生直流電壓,通過一臺大功率逆變器(多采用三電平逆變器)將直流電轉(zhuǎn)換成交流電,并輸送至電網(wǎng)。該結(jié)構(gòu)一于30kW以上較大功率的光伏發(fā)電系統(tǒng),具有系統(tǒng)集成度高、控制系統(tǒng)簡單、技術(shù)成熟、運維成本低等優(yōu)勢。


? ? ? ? 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心是并網(wǎng)逆變器,根據(jù)直流側(cè)電源的類型可以分為電流型逆變器,和電壓型逆變器兩種類型。電流型逆變器的特性是直流側(cè)采用大電感進行直流儲能,從而使直流側(cè)呈現(xiàn)高阻抗的電流源特性;電壓型逆變器的特征是直流側(cè)釆用大電容進行直流儲能,從而使直流側(cè)呈現(xiàn)低阻抗的電壓源特性。在此我們主要討論的是兩級式并網(wǎng)逆變器。
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? ? ? ? 兩級式三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的拓撲。系統(tǒng)由光伏陣列升壓電路、功率解稱電容、三相逆變器、并網(wǎng)濾波電感和電網(wǎng)組成。

三電平光伏逆變器:


功率外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)控制,逆變器控制的參考頻率由鎖相環(huán)PLL負責(zé)提取。鎖相技術(shù)控制并網(wǎng)的電流與電網(wǎng)的電壓的相位同步。

PPL:所謂鎖相環(huán)路,實際是指自動相位控制電路(APC),它是利用兩個電信號的相 位 誤差,通過環(huán)路自身調(diào)整作用,實現(xiàn)頻率準確跟蹤的系統(tǒng),稱該系統(tǒng)為鎖相環(huán)路, 簡 稱環(huán)路,通常用 PLL 表示。
? ? ? ?鎖相環(huán)由鑒相器 ,環(huán)路濾波器和壓控振蕩器組成的一個反饋系統(tǒng) ,鑒相器比較輸入?yún)⒖枷辔?/span>與壓控器的輸出相位的相位差,然后輸出電壓正比于相位差,輸出電壓信號通過環(huán)路濾波器后對壓控振蕩器進行控制,調(diào)節(jié)壓控振蕩器的輸出信號頻率時期鎖定在輸入信號的頻率。

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輸入的參考相位大于輸入的相位,就相當(dāng)于一個路程的追趕為題,他在你前面,我們要追上輸入的相位,所以要改變速度,即為頻率。
經(jīng)過鑒相器的輸出電壓,Vd0是輸入電壓為0時的輸出電壓,為漂移電壓。
壓控振蕩器的輸出信號頻率與輸入的控制電壓線性相關(guān)。輸入的信號與輸出的信號頻率差,wi為常數(shù),

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相位是頻率對時間的積分:
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也就是說輸入電壓通過控制頻率的變化進而控制相位的變化。這其實是一個加速跟蹤的過程。

我們來看看matlab的鎖相環(huán)模塊,想要搭建系統(tǒng),要一個模塊一個模塊的學(xué)習(xí),要有耐心:

SPWM控制:
王鶴.含多種分布式電源的微電網(wǎng)運行控制研究[D].華北電力大學(xué),2014.?
趙暉.基于鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)的900MHz CMOS頻率綜合器設(shè)計[D].復(fù)旦大學(xué),2003.?
秦昌偉.三電平光伏逆變器系統(tǒng)高性能調(diào)控技術(shù)研究[D].山東大學(xué),2019.?
周皓.三電平光伏并網(wǎng)逆變器拓撲結(jié)構(gòu)及控制策略的研究[D].北京科技大學(xué),2015.?