光伏反激并网微型逆变器THD性能仿真研究

光伏发电并网与微网运行控制仿真研究的开题报告
一、选题背景
随着能源需求的不断增加、传统能源短缺及对环境的日益关注，人们对可再生能源的需求越来越大。

因此，光伏发电系统作为一种可再生的能源形式，受到了广泛关注。

在实际的应用中，光伏发电系统需要通过并网或微网运行来满足能量需求并保持电网的稳定运行。

然而，由于光伏发电的特性，如季节、天气和光照等因素的影响，
光伏发电系统的并网或微网运行控制面临许多技术挑战。

因此，本研究旨在通过仿真研究光伏发电并网和微网运行控制的关键技术，探究光伏发电在实际应用中的优势和限制，为光伏技术的可靠性、稳定性和可持续发展提
供理论基础和技术支持。

二、研究内容
本研究拟分为以下两个部分：
1. 光伏发电并网仿真研究
通过建立光伏发电系统的数学模型，利用MATLAB等仿真软件，研究光伏发电系统的输出特性、功率因数、并网稳定性等关键技术问题，并探究多光伏系统的并联、
串联、动态响应等运行控制策略。

2. 光伏发电微网运行控制仿真研究
基于微网的特点，研究具有多种能源输入和输出的光伏发电微网的运行控制策略，包括微网中光伏发电系统的功率控制、能量管理、建模和仿真等技术问题，并探究光
伏发电微网的可行性和经济性。

三、研究意义
光伏发电作为一种清洁可再生能源，受到了越来越多的关注和重视。

光伏发电并网和微网运行控制是光伏发电系统在实际应用中必须面对的技术难题。

本研究通过建立光伏发电系统的数学模型和利用仿真软件对光伏发电并网和微网运行控制等关键技术问题进行深入研究，可为推动光伏技术与电网技术的有机结合，
促进光伏发电技术的应用和发展，提高电网的可靠性、安全性和经济性提供理论支持。

动力与电气工程45科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATIONDOI：10.16661/ki.1672-3791.2017.30.045光伏并网逆变器的仿真及控制策略分析①李崇基（广州供电局有限公司从化供电局 广东广州 510900）摘 要:本文分析了光伏并网系统的拓扑结构，阐述了光伏电池并网的控制策略，介绍了常用的两种最大功率追踪的控制算法。

在此基础上，在PSCAD软件上建立了基于两级式非隔离型光伏并网系统的仿真模型，得出相应的仿真结果，并对所建仿真模型的控制策略进行了分析。

关键词:光伏并网 逆变器 仿真中图分类号:TM72 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)10(c)-0045-021 光伏逆变并网的控制策略1.1 拓扑结构分析光伏阵列发出的直流电经过逆变器，实现直流电到交流电的变化，进而将电能输送到电网中。

对于并网逆变器而言，典型的并网策略是通过对逆变器的输出电流矢量的控制实现并网及网侧有功、无功的控制。

并网逆变器并网基本控制策略可以概括为：首先根据并网控制给定的有功、无功功率的指令以及电网电压矢量，计算出所需的输出电流矢量I *，再由U i =U L +E ，并考虑L U j LI ω=，即可计算出并网逆变器交流侧输出的电压矢量指令U i *，即*i U j LI E ω=+；最后通过SPW M或者SV PW M 控制使并网逆变器交流侧按指令输出所需电压矢量，以此进行逆变器并网电流的控制。

常见并网控制策略有基于电压定向的控制策略和基于虚拟磁链定向的控制策略。

1.2 逆变器控制方法通常情况下,采用电流内环,电压外环控制方法。

逆变器内环电流控制环节在同步旋转dq坐标下,逆变器输出电流的dq轴分量i d 、i q ，分别与电流内环的电流参考值ref d i _，ref q i _进行比较，并通过相应的PI调节器控制输出对应的调制比P md 、P mq ，最终实现对i d 、i q 的无静差控制。

光伏微型逆变器研究综述摘要：主要对采用改进型功率解耦方案的微型逆变器拓扑进行了综述。

阐述了微型逆变器光伏并网方案的优势，说明了微型逆变器的设计要求。

通过对微型逆变器的拓扑结构和功率解耦环节进行分析，指出功率解耦环节是影响逆变器寿命的主要因素。

归纳了能有效提高微型逆变器寿命的三种改进型功率解耦方案，结合国内外研究现状，重点介绍了单级式与多级式微型逆变器拓扑，并说明了各类型拓扑的优点和不足之处。

根据微型逆变器的特点和发展前景，对今后的研究方向做了展望。

关键词：光伏并网系统；微型逆变器；功率解耦；寿命；可靠性；综述Abstract: Micro-inverter topologies with enhanced power decoupling circuit are reviewed in this paper．Firstly，according to the comparison of different photovoltaic grid-connected systems，this paper expounds the advantages of micro-inverter systemsand analyzes the design requirements of micro-inverter．By analyzing the structure and power de coupling link of micro-inverter it points out that the power decoupling link is the main factorthat affecting the lifetime of micro-inverter．Based on the existing research at home and abroad, t his paper summarizes three power decoupling schemes which can increase the lifetime of micro-in verter．Different topology types are discussed，includingsingle-stage and multi-stage micro-inverter topologies．Their merits anddrawbacks are described．Finally，considering the characteristics and future prospects of micro- inverter，the key points of the future research are discussed．Key words : PV grid-connected system；micro-inverter；power decoupling；life-time；reliability；review0 引言在全球性能源危机的影响下，寻求高效、持续、清洁的新能源成为当今国际发展的主题之一。

小型离网光伏发电系统中逆变器的设计与仿真本文针对光伏发电系统中的核心环节-光伏逆变器进行了设计，分析了其拓扑结构与数学模型，其主电路由BOOST升压电路与单相全桥逆变电路组成，控制电路采用TMS320LF2812型DSP作为控制器件，采用PI+复合的控制算法，最后通过MATLAB/SIMULINK仿真验证了设计的合理性。

标签：离网逆变器；光伏阵列；BOOST升压电路；重复控制引言目前，能源紧缺已成为我国乃至整个世界经济发展所面临的一个重要问题，而太阳能由于安全、可靠、环保、可持续利用的特点，越来越多的被人们广泛的开发利用，太阳能光伏发电系统已经成为目前各国研究设计的一个重要内容，本文以小型离网光伏发电系统中的逆变器为研究对象，对其展开设计分析。

1 逆变器的设计1.1 小型离网光伏逆变器结构的设计小型离网光伏发电系统由光伏阵列、蓄电池组、光伏控制器、光伏逆变器、交直流负载等几部分组成，其基本结构如图1所示。

白天，光伏阵列将太阳能转化为电能，在光伏控制器控制下，为交直流负载提供电能，并为蓄电池充电；夜晚，蓄电池储存的电经光伏控制器为交直流负载供电[1]。

其中光伏逆变器将光伏阵列或蓄电池出来的直流电转化为交流电，是整个光伏发电系统的核心设备。

逆变器结构由输入电路、逆变电路、输出滤波电路、控制电路、保护电路和辅助电源等组成，如图2所示。

其中输入电路将光伏阵列或蓄电池出来的直流电整形滤波，小型离网光伏系统的逆变器常采用单相逆变器，逆变电路将直流电转变为单相交流电，如果采用开环控制，输出量不用反馈到控制电路，而如果采用闭环控制，输出量还要反馈到控制电路。

控制电路的功能是按要求产生并调节一系列的控制脉冲来控制逆变开关管的导通和关断，从而配合逆变主电路完成逆变功能。

辅助电源的功能是为控制电路提供直流工作电压。

保护电路主要实现过压保护、欠压保护、过负荷保护、短路保护等。

1.2 小型离网光伏逆变器主电路的设计考虑到采用变压器的逆变电路中变压器的能耗问题，拓扑结构采用了无变压器的逆变电路，其结构如图3所示，由蓄电池或光伏阵列出来的直流电经过直流升压后，再经过逆变滤波，转化为负载可以直接利用的交流电。