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分布式光伏并网逆变器设计与控制研究随着可再生能源的普及和应用，分布式光伏并网逆变器成为了当前颇具研究和发展潜力的领域。
这篇文章将重点阐述分布式光伏并网逆变器的设计与控制研究，并从以下几个方面进行探讨。
首先，我们需要了解光伏并网逆变器的基本工作原理。
光伏并网逆变器是将光伏电池板产生的直流电转换为交流电，并与公共电网进行并联的设备。
其工作原理主要包括将直流电转换为交流电的逆变功能以及实现与电网的并联功能。
逆变功能是通过将光伏阵列输出的直流电经过逆变器内部的开关电源进行PWM（脉宽调制）控制，将直流电转换为交流电。
而并联功能则是通过对电网电压的监测与控制，实时调整逆变器的工作状态，使其与电网保持同步，并将输出的交流电注入电网。
其次，我们需要研究分布式光伏并网逆变器的设计。
在设计分布式光伏并网逆变器时，需考虑的因素包括其功率容量、效率、可靠性、控制策略等。
功率容量是指逆变器能够处理的最大功率，应根据光伏阵列的总发电能力以及电网的容量进行设计。
效率是指逆变器将光伏电池板产生的直流电转换为交流电的能力，影响逆变器的能量利用率。
可靠性是指逆变器在长期运行中能够保持正常工作的能力，其中包括逆变器的工作环境、故障诊断与保护等方面的考虑。
控制策略则决定了逆变器的输出功率以及与电网的交互方式，需要根据不同情况选择合适的控制策略，如功控、频控等。
最后，我们需要研究分布式光伏并网逆变器的控制方法。
逆变器控制方法在很大程度上影响了逆变器的性能和可靠性。
目前常用的控制方法包括PI控制、模型预测控制、自适应控制等。
其中，PI控制是一种简单经典的控制方法，通过调节控制器的比例和积分参数来实现对逆变器输出功率和电流的调节。
模型预测控制是一种基于数学模型的高级控制方法，通过对反馈信号进行预测，实现对逆变器状态的优化调节。
自适应控制是一种通过不断调整控制参数以适应系统变化的控制方法，能够提高逆变器的稳定性和适应性。
综上所述，分布式光伏并网逆变器的设计与控制研究是当前光伏发电领域的重点研究方向之一、通过合理的设计与控制可以提高逆变器的效率和可靠性，进一步推动光伏发电技术的发展和应用。
分布式光伏能源并网逆变器控制策略研究与优化摘要：分布式光伏能源并网逆变器控制策略是当前研究的热点之一，其在实现光伏能源的高效利用和电网安全稳定运行方面具有重要意义。
本文旨在探讨分布式光伏能源并网逆变器控制策略的研究与优化方法，深入分析其中的关键技术和挑战，并结合实例进行案例分析，以期为实际应用提供参考与指导。
1. 研究背景随着环境保护和可再生能源的重要性不断提高，光伏能源作为一种清洁、可再生的能源形式，得到了广泛应用。
分布式光伏能源并网逆变器作为关键设备之一，其控制策略的优化能够提高并网系统的效率和稳定性。
2. 控制策略研究与优化方法2.1 MPPT技术最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking，简称MPPT）技术是提高太阳能光伏电池效率的关键技术之一。
该技术通过调节逆变器的工作电流和电压，实现光伏电池输出功率的最大化。
2.2 并网控制策略并网控制策略的优化对于光伏能源系统的高效利用和电网的稳定运行具有重要意义。
其中，主要包括频率控制、功率控制和无功功率控制等方面。
通过合理调节光伏逆变器的工作参数，可以使得光伏电站的并网功率满足电网需求，同时实现电网频率和电压的稳定。
2.3 控制策略优化方法针对分布式光伏能源并网逆变器控制策略的优化问题，可以采用传统的PID控制算法、模糊控制算法、人工神经网络算法等。
通过对不同算法的比较和分析，选择合适的控制算法，并结合实际的控制需求进行参数优化，以提高系统的稳定性和性能。
3. 技术挑战与解决方案3.1 逆变器的效率问题分布式光伏能源并网逆变器的效率直接关系到系统的能量利用率。
目前，常见的解决方案是优化逆变器拓扑结构和控制算法，提高逆变器的转换效率，减少能量损耗。
3.2 逆变器的抗干扰能力光伏发电系统通常面临电网的电压波动、谐波和故障等干扰，而逆变器需要能够抵御这些干扰，保证系统的稳定运行。
解决方案包括优化控制算法，改进滤波器设计，提高逆变器的抗干扰能力。
分布式发电系统并网逆变器的无功控制策略李晶【摘要】With the research on reactive power control of grid-connected converter in distributed generation system, a mathematical model of voltage-source line-connected inverter was built. And for active and reactive independent regulation, a strategy with synchronous current PI control based on two phase rotation coordinate was proposed, which consists of double-loop control model, voltage for outer loop and circuit for inner. The main function of outer loop is the voltage inverter control DC side, and the inner loop is to perform current control with the current output of outer loop. Simulation and experimental results showed that the proposed strategy not only realizes independent control of reactive power, but also improve the quality of current.%通过研究分布式发电系统并网逆变器的无功控制策略,建立了三相电压型并网逆变器的数学模型,进而针对有功、无功独立调节的要求,提出了基于两相旋转坐标系下的同步PI电流控制的控制方案,它由两个双环控制模型构成,采用电压外环和电流内环的结构,电压外环的作用主要是控制逆变器直流侧电压,电流内环按电压外环的输出的电流指令进行电流控制.通过仿真和实验分析表明,所提出的结构不仅实现无功独立控制,还能提高并网电流质量.【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》【年(卷),期】2011(023)001【总页数】5页(P155-159)【关键词】分布式发电;无功控制;逆变器;同步PI电流控制【作者】李晶【作者单位】沈阳工程学院电气工程系,沈阳,110136【正文语种】中文【中图分类】TM711分布式发电DG(distributed generation)指的是直接接入配电网或用户侧的发电系统，功率等级一般在几十千瓦到几十兆瓦之间。
分布式光伏发电并网设计技术方案一、光伏发电系统设计1.本光伏并网发电项目推荐采用分块发电、集中并网方案，最终实现将整个光伏并网发电系统接入高压交流电网进行并网发电。
2.每个光伏并网发电单元的电池组件采用串并联的方式组成多个光伏电池阵列，光伏电池阵列所发的直流电能输入光伏方阵防雷汇流箱后接入直流配电柜，然后经光伏并网逆变器和交流防雷配电柜并入0.27KV、最终升压至10KV配电装置。
3.光伏发电系统原理构成系统的基本原理：太阳能电池组件所发直流电通过光伏并网逆变器逆变成50Hz、270V的交流电，经交流配电箱与用户侧并网，向负载供电，或者经过升压变电，接入电网。
本项目并网接入系统方案采用10KV高压并网。
图3-1 光伏电站系统原理示意图本工程光伏发电系统主要由光伏电池板（组件）、逆变器及并网系统（配电升压系统）三大部分组成。
二、电站直流逆变系统设计1.为了更好地防雷和方便维护，可先将太阳电池子阵列单元通过直流防雷配电汇流箱后，再接入配电房的直流配电柜。
光伏电站各区域的配置如表3-3所示：表3-5各区设备配置表2.系统电气接线图图光伏电站1MWp单元电气构成图3.电缆敷设方案1）电缆敷设：（1）电池组串与汇流箱的连接电缆，垂直方向沿电池组件安装支架敷设，水平方向大棚预留通道电缆沟敷设至就近配电室内。
（2）除火灾排烟风机、消防水泵等消防设施所需电缆采用耐火电缆外，其余均采用阻燃、凯装电缆。
2）电缆防火及阻燃措施：（1）在电缆主要通道上设置防火延燃分隔措施，设置耐火隔板、阻火包等。
（2）墙洞、盘柜箱底部开孔处、电缆管两端、电缆沟进入建筑物入口处等采用防火封堵。
（3）电缆防紫外线照射措施：本工程所有室外电缆敷设，将沿光伏电池板下、埋管、电缆槽盒或沿电缆勾敷设，以避免太阳直射，提高电缆使用寿命。
三、防雷接地设计1.直击雷防护（1）光伏电池方阵区域直击雷防护：根据项目场地的地形特征和地质特点，在光伏阵列区域不单独设置避雷针，仅在光伏发电组件支架顶部安装短小的避雷针进行直击雷防护。
分布式光伏发电系统的并网型逆变器设计与控制摘要：随着可再生能源的快速发展，分布式光伏发电系统成为了一个受到广泛关注的领域。
在分布式光伏发电系统中，逆变器的设计与控制是关键的环节之一。
本文将介绍分布式光伏发电系统的基本原理，然后重点讨论并网型逆变器的设计与控制方法。
同时，将探讨当前存在的一些问题，并提出可能的解决方案。
1. 引言分布式光伏发电系统是一种将太阳能转化为电能的系统。
该系统将太阳能电池板转化的直流电能通过逆变器转化为交流电能，并输入到电网中。
逆变器是实现这一转换的核心设备之一。
并网型逆变器允许光伏发电系统与电网之间的双向电能流动。
当光伏发电系统产生的电能超过负载需求时，多余的电能将被输送到电网中，从而实现电能的共享与利用。
然而，为了确保安全稳定地将电能输送到电网中，逆变器的设计与控制变得尤为重要。
2. 分布式光伏发电系统的基本原理分布式光伏发电系统主要由太阳能电池板、逆变器、电网和负载组成。
太阳能电池板将太阳能转化为直流电能，逆变器将直流电能转化为交流电能，然后输入到电网中，最后供给负载使用。
光伏发电系统的工作过程如下：1) 太阳能电池板将太阳光转化为直流电能。
2) 逆变器将直流电能转化为交流电能。
3) 交流电能通过变压器升压之后，输入到电网中。
4) 电网将电能供给给负载使用。
3. 并网型逆变器的设计由于并网型逆变器需要将直流电能转化为交流电能并输入到电网中，因此其设计需要满足以下要求：1) 高效性：逆变器的转换效率应尽可能高，以最大程度地减少能源损耗。
2) 可靠性：逆变器需要具备稳定、可靠的运行能力，以确保电能的安全输送。
3) 控制性能：逆变器需要具备灵活、精确的控制能力，以应对电能输出的要求。
4. 并网型逆变器的控制并网型逆变器的控制包括全局控制和局部控制两个方面。
全局控制主要是通过监测电网的运行状态和负载需求来控制逆变器的电能输出，以实现对电网功率的调节。
局部控制主要是通过反馈控制回路来调整逆变器的输出特性，以保持稳定的输出电压和频率。
CHENGNAN COLLEGE OF CUST 毕业设计（论文）题目：分布式发电并网逆变器控制方法设计学生姓名：梁冰珏学号：200782250206班级:258210702专业：电气工程及其自动化指导教师：刘桂英2011年06月分布式发电并网逆变器控制方法设计学生姓名：梁冰珏学号：200782250206班级：258210702所在院(系):城南学院指导教师：刘桂英完成日期:2011.06分布式发电并网逆变器控制方法设计摘要随着能源问题和环境问题的日益严峻，人类着重对可再生能源进行研究，目前广泛运用分布式电源进行发电。
本文主要讨论的是采用PI控制策略对分布式发电的并网逆变器进行有效的控制来改善电能质量。
该方法是以自动控制原理为设计基础，将输出电流作为反馈信号与给定电流做比较，得到的稳态差值作为输入给PI控制器。
该控制器就是通过内部环节的特性将稳态误差尽可能的趋近于零。
同时本文还阐述了并网逆变器的主电路，控制电路中运用到的元件、电路类型、PWM控制方法等的基本概念，原理框图和工作原理，同类的进行比较，分析并最终做出选择。
最后，通过SIMULINK软件按照物理模型搭建模块进行仿真，在不同的参数情况下得到的每一波形与给定值的波形进行比较。
仿真结果证明，电网电压发生波动时，PI控制器可以快速响应，最终按所期望的减小误差，提高系统可靠性，改善电能的质量。
关键词：分布式电源；并网逆变器；PI控制；PWM控制；稳态误差A METHOD FOR THE DISTRIBUTED GENERATINGGRID-CONNECTED INVERTER CONTROLAbstractAs energy and environmental problems become worse and worse,people take great attention to researching on regenerative energy.Now more and more power plants widely employ distributed power generation.The paper primarily describes that the distributed generation of grid-connected inverter employed PI control strategy to improve power quality.PI controller based on automatic control theory,the input is the steady error which results from the output current as the feedback signal compared with given current and controller make the output current tend to zero through its internal links characteristics. Also,this paper describes the fundamental concepts,principle diagrams and working principles about components,the types of inverter circuit,the methods of PWM control in main circuit and control circuit.Then,the similar make comparison,analysis to finally choose better one.Finally,according to physical model building module through SIMUL INK software,the system takes each waveform in different parameters situations and a given current waveform compared.The simulation results show it can rapid respond to the fluctuation of the grid voltage,decrease the error as expected,and improve the system reliability,power quality.Key Words:distributed generation resources;grid-connected inverter;PI control;PWM control;steady-state error目录第一章绪论 (1)1.1分布式发电基本概况介绍与前景展望 (1)1.1.1风力发电发展与展望 (1)1.1.2太阳能与光伏发电发展与展望 (2)1.2分布式并网逆变技术的研究现状及发展趋势 (3)1.2.1并网逆变技术的介绍与发展 (3)1.2.2并网逆变器的主要控制策略 (3)1.3本章小结 (4)第二章分布式发电并网逆变器的主电路拓扑与原理 (5)2.1并网逆变器类型的介绍 (5)2.2并网逆变器元件介绍及其选择 (6)2.2.1功率元件选择 (6)2.2.2换流方式选择 (6)2.2.3主电路的选择 (6)2.3并网逆变器基本原理 (7)2.3.1系统基本结构 (7)2.3.2工作原理 (7)2.3.3系统基本模型 (8)2.3.4系统存在的稳态误差 (9)2.4本章小结 (9)第三章分布式发电并网逆变器的PI控制方法 (10)3.1并网逆变控制方式选择 (10)3.2PI控制策略的分析 (10)3.2.1基本概念 (10)3.2.2原理框图与工作原理 (11)3.3PWM控制技术 (12)3.3.1PWM控制技术的基本原理 (12)3.3.2PWM控制方法类型及其选择 (12)3.4本章小结 (17)第四章仿真与实验 (18)4.1SIMULINK仿真系统 (18)4.1.1SIMULINK的介绍 (18)4.1.2本文仿真模型 (18)4.2仿真结果及分析 (22)4.3本章小结 (25)第五章总结与展望 (26)5.1本文研究的成果与不足 (26)5.2本文研究的展望 (26)参考文献 (27)致谢 (29)第一章绪论1.1分布式发电基本概况介绍与前景展望[1]随着传统能源的日益枯竭，环境也成为不可忽略的问题时，人们开始意识到要另辟蹊径，寻找环境友好型的能源，走可持续发展的道路。
这预示着电力系统将发生巨大变革，在20世纪80年代末，美国、欧洲等国家开始采用分布式发电技术，将全球电力工业传统的集中供电模式推向集中和分散相结合的供电模式。
分布式发电通常指的是功率为数千瓦至数百MW小型模块化、分散式布置在用户附近的高效、可靠的发电单元，由于他投资少、占地小，建设周期短、节能环保，对于高峰期电力负荷比集中供电跟经济、有效等优点，到2004年，美国分布式发电总容量为67GW，约占美国国内发电量的7%，达世界平均水平；丹麦、荷兰、芬兰的分布式发电总量分别占国内总发电量的52%、38%、36%。
分布式发电能源中又以风力发电和太阳能发电与光伏发电最多。
1.1.1风力发电发展与展望数据统计全球可利用的风能为2×107MW，比可利用的水能总量大10倍。
到2002年，全世界并网运行的风力发电装机容量达到31.128GW，其中欧洲装机23.291GW，美国4.685GW，其他地区3.151GW;风电机组以德国、西班牙、美国、丹麦、印度、中国装备的较多，其中德国每年装机容量增加37%以上，西班牙增加25%以上。
风电机组的市场中有90%的来自欧洲和美国，目前风电市场价值约为6.8×1012欧元，超过31GW的风电装机可以满足欧洲的16×106个家庭用电。
随着风电机组技术的进步和成本的降低，对能源多样性和能源安全方面的要求的提高，风电比例会逐渐提高，欧洲风能协会认为，从技术、经济和资源等方面考虑2020年全球12%的电能可以来自风能，而目前世界上风能发电仅提供总量的0.4%，在未来的20到25年里风能市场增长速度为40%。
我国风能储量大、分布广，仅陆地储量约有2.53×108kW，在2002年我国风能的实际开发总量是253GW，有35个风电场，分布在风能资源比较丰富的东南沿海、西北、东北和华北地区。
年底，全国并网风电装机容量达到477MW，计划2020年全国装机容量达2×107kW。
1.1.2太阳能与光伏发电发展与展望太阳能作为理想的可再生能源之一，多年来各种太阳能电池层出不穷，应用范围日益广阔、市场规模也逐渐扩大。
其中以美国、日本、德国为首的许多发达国家开始大力发展光伏并网工程。
世界光伏组件在过去15年平均增长率约15%，近几年，全世界太阳能电池的生产量平均每年增长近40%，2004年全世界生产总量更达1000兆瓦。
美国在上世纪80年代初期开始实施PV Utility Scale Application计划,1997年提出“百万屋顶”计划，总光伏安装量达到3000MW以上。
日本于1974年执行“阳光计划”，成为世界太阳电池的生产大国，1994年提出朝日七年计划，1997年又宣布7万光伏屋顶几万。
德国1993年首先开始实施1000屋顶计划，继而扩展为2000屋顶计划，1999年开始实施10万太阳能屋顶计划。
2005，太阳能发电总装机容量为1570MW其他发达国家也有类似的光伏屋顶并网发电项目或计划，2005年，全球太阳能市场约为112亿美元，比上年增加55%。
目前为止，世界范围内的并网系统已经占光伏系统总量的50%以上，整个光伏并网市场在蓬勃发展。
据预测，2015年太阳能市场将达510亿美元。
我国近20年来光伏产业长期维持在全球市场1%左右的份额。
中国光伏产业是从“送电到乡”的项目上发展起来的，目的是利用西藏、四川、青海、新疆等西部省区拥有的太阳能资源优势，建立独立力王运行的太阳能光伏电站，以此解决无电地区农牧民的生活用电问题。
2003、2004年我国太阳电池组件的生产量开始大幅度增长，2003年达1.2万kW，约占世界份额的2.2%，2004年达4.8万kW，约占4%。
2005年达14.6万kW与国际上蓬勃发展的光伏发电相比，我国落后与发达国家10-15年，但我国光伏产业正以每年30%的速度增长。
2005年全球太阳能电池实际装机容量只有1420MW，到2006年中国太阳能电池的产能达到1600MW。
