隨著當前我國的科學技術進步,一些先進的技術已經在生活當中得到了實際應用,在電力行業的發展中,與之相關的電力設備和技術在作用的發揮上也愈來愈大。逆變器是光伏陣列以及電網接口的比較重要的設備,其自身的心梗對整個光伏發電系統性能起著決定性作用,故此,本文主要就光伏并網系統結構以及單相并網逆變器并網控制方法加以闡述,然后對系統總體設計方法及單相光伏并網逆變器控制策略加以探究。
當前人類對電力能源的需求量愈來愈大,對電力能源的問題進行解決就成了重要的內容,在光伏發電這一重要的新能源發展過程中就成了發展的亮點。太陽能光伏發電系統的運行方式能夠分為離網運行以及并網運行兩個重要的類型,并網型的太陽能光伏發電系統又能夠分為集中式大型并網光伏系統以及分散式小型并網光伏系統。通過對單相光伏并網逆變器進行理論研究對實際的系統操作運行效率提升就有著指導意義。
1 光伏并網系統結構及單相并網逆變器并網控制方法
1.1 光伏并網系統結構分析
光伏并網系統的結構方面其主要是通過并網逆變器以及光伏陣列等繼電保護裝置所構成,并網逆變器主要是把光伏電池所發的電能逆變成正弦電流并入到電網當中,而電壓型的逆變器則是通過電力電子開關器件連接電感所構成,并且是通過脈寬調制形式來向電網進行送電的。其中的光伏列陣構成要素則是在并網系統當中比較重要的部件,主要就是把光能轉換成電能;除此之外還有控制器以及繼電保護裝置,前者是光伏發電系統的核心部件,控制器主要是對光伏電池最大功率點跟蹤控制,保證電能間的平衡,而后者則是對光伏系統以及電力網安全性的保證。
1.2 單相并網逆變器并網控制方法探究
為能夠將并網逆變器的性能得到有效提升,對并網控制的方法主要就是電流跟蹤控制方法,在這一方法中的電流滯環控制法是較為常用的。在電流滯環控制方法的原理上主要就是把實際電流信號和所需給定指令電流信號加以比較,如果是輸出電流處在正弦波上半周期電流信號比滯環電流限定上限大,就可通過T2、T3管進行導通,這樣就能夠使得電流信號由此而減小。滯環電流的控制系統主要就是雙閉環結構,其外環是直流電壓控制環,而內環則是交流電流控制環,滯環電流控制核心就是通過電流差值進行控制開關管的占空比,所以在實時性方面就能夠有講好的呈現。
再有就是固定開關頻率法,這一控制方法主要是將所給定正弦參考電流信號和實測電流信號進行比較,在得到的誤差經過電流控制器進行處理之后和固定頻率三角波信號實施比對,產生諧波的頻率在固定開關頻率控制作用下是固定的,可通過設計對某頻段濾波器使其頻段諧波能夠最大化衰減,這一方法功率管開關的消耗也相對較少。雖然這一控制方法有著一定的缺陷但經過優化就能夠解決實際的問題,主要是在之前的基礎上進行添加電壓前饋,從而來讓電流無差時保持輸出的狀態,最終產生所需要的信號。
2 系統總體設計方法及單相光伏并網逆變器控制策略
2.1 系統總體設計方法分析
對系統的總體設計過程中要能夠從多方面進行考慮,首先在并網逆變器的選擇過程中要能重視,按照逆變器主電路拓撲結構的分類就有全橋逆變器以及半橋逆變器等,推挽式的逆變器拓撲的結構是通過兩個共負極功率開關元件和單個初級帶有中心抽頭升壓變壓器所構成,在結構上相對比較簡單化,這一類型逆變器主要是適用于直流母線電壓相對比較低的場合。另外在并網逆變器回路方式上主要有高頻變壓器絕緣方式以及工頻變壓器絕緣方式等,以工頻變壓器絕緣方式為例進行說明,其自身有著較好的抗雷擊以及對尖波消除良好性能,同時在電路方面也相對比較簡單化,變換也只有一級所以有著很高的效率。
此次的方案設計主要就是通過無變壓器兩級結構,在前級DC/DC變換器方面能夠有多種形式可供選擇,在考慮到輸入電壓較低的基礎上,倘若是采取半橋式那么在開關管的電流方面就會隨之而增大,在輸出的電壓上就會相對比較低。所以通過BOOST形式的升壓電路就有著較好的效果,其能夠根據電網電壓大小在不同天氣條件下來輸入電壓達到適合的水平,系統能夠保障并網逆變器輸出正弦電流和電網相同電壓同頻同相。
2.2 單相光伏并網逆變器控制策略
對單相光伏并網逆變器的控制要能夠按照相應的策略進行實施,首先在并網逆變器控制目標方面要能夠明確化,控制逆變電路輸出的交流電流為穩定的高質量的正弦波,還要能夠和電網電壓同頻同相。在并網逆變器控制方式上并網系統要求在逆變器輸出側實現功率因數為1,波形為正弦波,在輸出的電流和網壓同頻同相,此次所采用的是正弦脈寬調制(稱SPWM)方式,通過控制開關管Tl―T4的導通或關斷的時間,實現能量從逆變器向電網傳送,巨交流輸出側的功率因數為1。
另外就是通過對正弦脈寬調制技術方面,在三角波和正弦波相交過程中,可通過交點進行對開關通斷進行有效控制,這樣就能獲取等幅脈沖成正比于正弦曲線函數值的矩形波,在實際的調制方式上主要就是雙電壓極性調制以及單電壓極性調制。單極性調制主要是4個開關管采取4個不同信號控制,單極性調制優點就是諧波的分量相對比較小比較容易消除,所以在開關管方面受到到的開關應力也就相應比較小。要想能夠成功的實現并網就要通過電流型PWM的控制方法進行實現。
3 結語
綜上所述,對單相光伏并網逆變器的分析探究還有諸多的層面沒有涉及,逆變器作為是光伏并網發電系統及電網接口的主要設備,在控制技術方面也愈來愈重要。當前對其理論的研究為實踐操作發展能夠提供理論支持,由于本文的篇幅限制不能進一步深化探究,希望此次理論研究能起到拋磚引玉的作用。