关于智能电网光伏发电系统中逆变器系统的研究

摘

 要：太阳能作为当今最理想环保的能源之一，已经得到了人类越来越广泛的应用。本文

以光伏并网发电系统为研究对象，以最大限度利用太阳能、无污染回馈电网为主要目标，开
展了光伏并网发电系统的理论研究，具有重要的现实意义。光伏并网逆变器是光伏并网发电
系统中必不可少的设备之一，其效率的高低、可靠性的好坏将直接影响整个光伏发电系统的
性能和投资。因此本文主要研究适用于并网型光伏发电系统的逆变器。

 

　　关键词：光伏并网发电系统，逆变器，系统方案

 

　　

1 并网逆变器的选择 

　　

1）并网逆变器结构的选择 

　　光伏并网逆变器按控制方式分类，可分为电压源电压控制、电压源电流控制、电流源电
压控制、电流源电流控制四种方式。以电流源为输入的逆变器，直流侧需要串联一大电感提
供较稳定的直流电流输入，但由于此大电感往往会导致系统动态响应差，因此当前并网逆
变器普遍采用以电压源输入为主的方式。

 

　　按照输入直流电源的性质，可以将逆变器分为电流型逆变器和电压型逆变器，结构。

 

　　本文设计的光伏并网逆变器采用电压源输入、电流源输出的控制方式，即电压型逆变器。
采用电压型逆变主电路，可以同时实现有源滤波和无功补偿的控制，在实际中已经得到了
广泛的研究和应用，可以有效的进行光伏发电、提高供电质量和减少功率损耗，而且可以节
省相应设备的投资。

 

　　

2）并网逆变器回路方式的选择 

　　逆变器的主电路结构按照输出的绝缘形式分为：工频变压器绝缘方式、高频变压器绝缘
方式、无变压器方式

3 种。 

　　

①工频变压器绝缘方式采用一级 DC／AC 主电路，在输出端接工频变压器并网。 

　　

②高频变压器绝缘方式是通过两级变换实现并网逆变。 

　　

③无变压器方式是只采用一级 DC／AC 变换直接并网。 

　　

2 并网逆变器控制策略的选择 

　　要成功实现并网，使光伏并网逆变器在工作时的功率因数接近于

1，即要求输出电流

为正弦波且与电网电压同频同相，输出电流的控制方式一般有两种：电流滞环瞬时控制方
式和固定开关频率控制方式。

 

　　

1）电流滞环瞬时控制方式 

　　电流滞环瞬时控制方式采用双闭环结构，其外环是电压反馈控制环，内环是电流控制
环。这种方式中，滞环的宽度对电流的跟踪性能有较大的影响。当滞环宽度较大时，开关频
率较低，对开关器件的开关频率要求不高，但跟踪误差较大，输出电流中的高次谐波含量
较大；当滞环宽度较小时，跟踪误差较小，器件的开关频率提高，对器件的开关频率要求
较高。

 

　　

2）固定开关频率控制方式 

　　固定开关频率控制方式在保留电流跟踪的动态性能好的基础上，克服了滞环控制的开
关频率不固定的缺点。该方法中逆变器开关器件的工作频率等于三角波载波频率，因此它的
工作频率是固定的。由于载波频率固定，因此逆变器输出谐波是固定的，滤波器设计相对于
电流滞环瞬时控制方式控制简单，控制效果较好。