分布式電源并網(wǎng)逆變器控制策略與仿真研究

如圖1(a)為進(jìn)一步進(jìn)行PID參數整定后的PID輸出電壓響應曲線(xiàn)，可以看出即使在外界認為施加干擾的情況下PID調節器輸出電壓還保持在許可范圍內。圖1(b)所示為進(jìn)一步進(jìn)行PID參數整定后直流母線(xiàn)電壓響應曲線(xiàn)?？梢钥吹郊幢阍谕饨缯J為施加干擾的情況下直流母線(xiàn)電壓仍可自動(dòng)穩定在400 V的要求電壓。這能為后續的SPWM逆變并網(wǎng)提供穩定的直流母線(xiàn)電壓；而由于硬件電路限制，由于PID控制一推挽電路，而該推挽電路僅可提供0～12 V的調節，考慮這一點(diǎn)所設計出來(lái)的PID調節器輸出在0～12 V范圍之內。
2．2 逆變并網(wǎng)器并網(wǎng)仿真
逆變并網(wǎng)是將逆變器所產(chǎn)生的正弦電壓，在同頻同相同幅的情況下進(jìn)行并網(wǎng)。并通過(guò)鎖相環(huán)調節并網(wǎng)電壓以及電流，使它們達到同相，改善電能質(zhì)量，從而提高傳統電網(wǎng)穩定性。針對這一點(diǎn)，本設計建立元件級Simulink仿真。能有效減少失誤率，提高并網(wǎng)可靠性，因此建立該仿真模型是很有必要的。模型中設計了相應的PID調節器，并對MPPT算法進(jìn)行編寫(xiě)相應S函數。
太陽(yáng)能電池的伏安特性如圖2(a)所示，它表明在某一確定的日照強度和溫度下，太陽(yáng)能電池的輸出電壓和輸出電流之間的關(guān)系，簡(jiǎn)稱(chēng)V-I特性。從V-I特性可以看出，太陽(yáng)能電池的輸出電流在大部分工作電壓范圍內近似恒定，在接近開(kāi)路電壓時(shí)，電流下降率很大。

由圖2(a)可知，該伏安特性曲線(xiàn)具有強烈的非線(xiàn)性。太陽(yáng)能電池的額定功率是在以下條件下定義的：當日射S=1 000 W／m2，太陽(yáng)能電池溫度T=25℃時(shí)，太陽(yáng)能電池輸出的最大功率便定義為他的額定功率。太陽(yáng)能電池額定功率的單位是“峰瓦”，記以“Wp”。相應日射強度下太陽(yáng)能電池輸出最大功率的位置，稱(chēng)為“最大功率點(diǎn)”。根據Matlab提供的太陽(yáng)能電池板模型的輸出特性曲線(xiàn)可知當前條件下，最大功率點(diǎn)為241．8 V時(shí)輸出2 083 W。經(jīng)過(guò)MPPT算法后，太陽(yáng)能輸出電壓自動(dòng)跟蹤輸出時(shí)最大功率點(diǎn)時(shí)的對應電壓，而其亦以最大功率穩定輸出。即輸出為238．7 V時(shí)，功率為2 084 W。對比之前實(shí)際太陽(yáng)能電池板最大功率點(diǎn)數據，最大功率點(diǎn)為241．8 V時(shí)輸出2 083 W?？梢钥闯鲈撍惴ɑ灸芨櫶?yáng)能電池板的最大功率點(diǎn)。

3 結論
本文針對分布式電源并網(wǎng)過(guò)程中的直流升壓、同步鎖相、逆變并網(wǎng)動(dòng)態(tài)過(guò)程，研究了基于電網(wǎng)特點(diǎn)的FIR數字濾波、交流采樣和穩定直流母線(xiàn)電壓的數字PID控制器等技術(shù)，提出了相應的控制策略并進(jìn)行Simulink動(dòng)態(tài)仿真，研究工作對分布式電源并網(wǎng)逆變系統設計理論上具有一定指導作用。