3)改进型固定开关频率控制方式
改进型固定开关频率电流控制方式保留了原来控制策略的优点,同时电流的跟踪误差
显著减小。通过调整电源电压的比例系数来减小直至消除电源电压对电流跟踪偏差的影响,
从而显著改善了逆变器中电流跟踪控制的性能。
3 系统的总体方案
经过方案的比较论证,本文决定采用无变压器的两级结构,即前级的
DC/DC 变换器
和后级的
DC/AC 逆变器,两部分通过 DClink 连接。系统的控制部分由以 TMS320F2812 为
核心的控制单元完成。光伏并网发电系统的结构图如下图所示。
前级
DC/DC 变换器,可选择的形式有降压式变换电路(Buck Converter),升压式变换
电路
(BoostConverter),升降压式变换电路 (BoostBuck Converter),库克式变换电路 (Cuk
Converter)等。
由于
Buck 电路的输入工作在断续状态下,若不加入储能电容,光伏阵列的工作时断时
续,不能工作在最佳工作状态,加入了储能电容后,
Buck 电路功率开关断开时光伏阵列对
储能电容充电,使太阳能电池始终处于发电状态,此时调节
Buck 电路占空比才能有效跟踪
最大功率点,因此储能电容对于利用
Buck 电路实现 MPPT 功能是必不可少的,然而在大负
荷情况下,储能电容始终处于大电流充放电的状态,对其可靠工作不利,同时由于储能电
容通常为电解电容,增大了
MPPT 装置的体积,使整个系统变得笨重。此外,后级 DC/AC
电路为了能得到正常的输入工作电压,前级的输出电压不能太低,而光伏阵列的电压随着
日照等因素变动较大,其输出电压低时若通过
Buck 电路降压,则逆变器无法工作,所以不
采用
Buck 电路。相比之下,Boost 变换器可以始终工作在输入电流连续的状态下,只要输入
电感足够大,电感上的纹波电流小到接近平滑的直流电流,因此只需加入通量较小的无感
电容甚至不加电容,避免了加电容带来的弊端。
Boost 电路简单,功率开关器件的驱动设计
方便,因此,选用
Boost 升压电路。
光伏并网发电系统主电路的拓扑结构图如图
2 所示。
光伏阵列输出的额定直流电压为
50--180V 之间,通过 DC/DC 变换器转换为 DC-link
的直流电。后级的
DC/AC 逆变器,采用逆变全桥,作用是将 DC-link 直流电转换为 220V
/
50Hz 的正弦交流电,实现逆变向电网输送功率。DC-link 的作用除了连接 DC/DC 变换器
和
DC/AC 逆变器,还实现了功率的传递。