之前我們已經(jīng)介紹過兩種光伏并網(wǎng)在交流電壓發(fā)生變化后的控制（光伏低電壓穿越控制仿真研究），在目前來看，大多數(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及文獻(xiàn)主要的關(guān)注點(diǎn)集中在高低穿期間并網(wǎng)換流器的控制，但前級(jí)由最大功率跟蹤切換到低穿間期的控制關(guān)注的相對(duì)較少，本文提出一種前級(jí)基于附加直流電壓偏差的控制方法，供大家一起探討學(xué)習(xí)。

建模思路

我們知道光伏逆變器在交流側(cè)電壓跌落時(shí)，由于逆變器控制電流的限幅作用，并網(wǎng)電流不會(huì)有大幅增加，導(dǎo)致交流側(cè)功率減小，但由于直流側(cè)光伏一直以最大功率輸出，進(jìn)而導(dǎo)致交直流側(cè)功率不平衡，造成直流側(cè)電容電壓升高。如果可以將直流側(cè)電壓反饋到前級(jí)控制，在電壓升高時(shí)，反饋到前級(jí)boost電路的占空比，電壓boost電路的占空比也同時(shí)變化，直至到達(dá)boost的占空比限幅值；在直流電壓正常時(shí)，直流電壓與給定電壓偏差為0，此時(shí)附加占空比也接近0，對(duì)正常控制不產(chǎn)生影響。

為驗(yàn)證提出控制方法的正確性，搭建如下matlab仿真模型，具體模型如下。并網(wǎng)逆變器在低穿時(shí)的控制策略仍然按照之前篇章提到的《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定 GB/T19964-2012》規(guī)定的方法進(jìn)行進(jìn)行公式計(jì)算。

仿真模型

其主要的參數(shù)包括：光照強(qiáng)度 =1000 ，溫度 =25 ，光伏模塊輸出功率P=100kw，直流側(cè)的母線電壓 =500V，直流側(cè)的穩(wěn)壓電容C=12mF，交流電網(wǎng)的線電壓U=260V，電網(wǎng)頻率f=50HZ，濾波電感L=0.5mH。

整體仿真模型

并網(wǎng)逆變器控制模型

前級(jí)boost電路控制部分如下圖所示，附加直流電壓偏差控制通過給定電壓與實(shí)際直流電壓作差，除以一個(gè)基準(zhǔn)值后歸一化到0~1的范圍，將歸一化的值作為附加控制，加到最大功率跟蹤控制產(chǎn)生的占空比上，當(dāng)之和超過允許的占空比時(shí)，則被限幅鉗位在占空比的最大或最小值，否則，根據(jù)功率平衡關(guān)系，會(huì)自動(dòng)重新合成出一個(gè)合適的占空比，此時(shí)雖然直流電壓會(huì)升高，但由于占空比限幅作用，直流電壓不會(huì)一直上升，根據(jù)占空比限幅值，最終會(huì)穩(wěn)定在一個(gè)合適的值。

前級(jí)直流電壓偏差附加控制

仿真結(jié)果

分別進(jìn)行電網(wǎng)電壓跌落到額定電壓的10%、20%和50%不同情況下的測(cè)試，每種工況電壓跌落時(shí)間均為1s，模型仿真結(jié)果如下

（1）電壓跌落至10%額定電網(wǎng)電壓

光伏出口電壓、電流、功率

光伏逆變器直流側(cè)電壓

光伏并網(wǎng)電壓、電流、功率

（2）電壓跌落至20%額定電網(wǎng)電壓

光伏出口電壓、電流、功率

光伏逆變器直流側(cè)電壓

光伏并網(wǎng)電壓、電流、功率

（3）電壓跌落至50%額定電網(wǎng)電壓

光伏出口電壓、電流、功率

光伏逆變器直流側(cè)電壓

光伏并網(wǎng)電壓、電流、功率

通過上述仿真結(jié)果可以看出，在電網(wǎng)電壓正常時(shí)，附加控制不會(huì)影響光伏電池以最大功率運(yùn)行在額定狀態(tài)；在電壓跌落到10%和20%額定電壓時(shí)，由于逆變側(cè)控制計(jì)算出有功功率均為0，此時(shí)計(jì)算出的占空比到達(dá)占空比的限幅，達(dá)到最高的直流電壓，光伏電池工作在開路電壓狀態(tài)，光伏電流為0，輸出功率也為0；當(dāng)電壓跌落到50%額定電壓時(shí)，逆變側(cè)控制計(jì)算出有功功率不為0，直流側(cè)根據(jù)功率匹配關(guān)系自動(dòng)計(jì)算合成相應(yīng)的占空比，得到合適的直流電壓，控制效果符合預(yù)期。

審核編輯：湯梓紅