HUNAN畢業(yè)論文論文題目光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的小信號穩(wěn)定性建模研究學生姓名學生學號專業(yè)班級學院名稱指導老師學院院長2015年6月1日第頁緒論研究背景及意義近年來，隨著環(huán)境和能源問題的日益嚴峻，人們更加注重清潔能源的開發(fā)與利用，目前，許多對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性做了研究，相信在未來不久，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)將成為太陽能光伏用來利用的主要形式，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)將十分廣泛地應(yīng)用于全世界。由于光伏發(fā)電的發(fā)電特點和常規(guī)電源不同，使光伏并網(wǎng)系統(tǒng)動態(tài)運行特點的分析研究已成為電力領(lǐng)域和光伏產(chǎn)業(yè)共同關(guān)注的重要內(nèi)容,然而我們最主要的步驟是能夠建立光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的動態(tài)模型，這將對太陽能的研究具有十分重要的意義。太陽能是取之不盡，用之不竭，并且清潔零污染無公害的新能源，是所有清潔的新能源中的重要組成部分之一，目前來看，太陽能熱能的利用和太陽能的光伏并網(wǎng)發(fā)電的這兩種方式是對太陽能主要的利用方式，其中光伏發(fā)電利用的則是光伏電池的光伏效應(yīng)，將太陽光的光能直接轉(zhuǎn)換為可利用電能的一種發(fā)電方式，這種光伏發(fā)電的發(fā)展是必然的,因為只有當接入到電力系統(tǒng)時,才能夠達到控制污染嚴重與解決能源稀缺的長遠目標。單級式和多級式是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的的兩種十分基本的結(jié)構(gòu)。太陽能光伏發(fā)電是一種利用太陽能電池的光伏效應(yīng)來將太陽輻射能轉(zhuǎn)化為電能的一種發(fā)電形式。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)有著發(fā)電系統(tǒng)能量回收周期短發(fā)電組件的使用壽命長，發(fā)電方式的靈活，建立的周期短的特點。目前，我國的太陽能的產(chǎn)業(yè)的規(guī)模已經(jīng)達到了世界第一的水平，中國的太陽能資源涵蓋十分的豐富，有著廣闊的利用前景，我國成為了太陽能光伏電池十分有分量的生產(chǎn)國。通過許多年對太陽能進行的研究與開發(fā)，在太陽能發(fā)電方面得到了非常大的進步與發(fā)展，根據(jù)對不同資源的利用，我們可以將其分為太陽能的熱發(fā)電和光發(fā)電兩種形式，太陽能光發(fā)電就是我們所要研究的太陽能光伏發(fā)電。而此次研究的也是太陽能光伏并網(wǎng)的小信號建模研究。近年來,在世界光伏發(fā)電快速發(fā)展的環(huán)境下,我國的光伏系統(tǒng)的發(fā)展也受到了很大的激勵,特別是在西部大開發(fā)的積極推動下,讓其得到了快速的發(fā)展。全世界現(xiàn)狀亟待的需求是盡快開發(fā)綠色無公害零污染的可再生能源，為社會的可持續(xù)發(fā)展提供重要的能源基礎(chǔ)。我國高能耗、低效率的工業(yè)化的發(fā)展使得能源問題越發(fā)嚴峻，因此帶來了一系列的嚴重環(huán)境污染與生態(tài)破壞，調(diào)整結(jié)構(gòu)能源，開發(fā)和采用綠色能源是解決國民經(jīng)濟與社會發(fā)展的一種有效手段，然而太陽能資源具有如煤炭等傳統(tǒng)能源不能替代的優(yōu)越性，要想從根本上解決我國能源危機和相應(yīng)的環(huán)境問題，則必須大力發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)。國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀光伏產(chǎn)業(yè)在全球正處于迅猛發(fā)展的狀態(tài)，在2030年之后日本，歐盟和美國將能源開發(fā)和供應(yīng)的重點放到太陽能等可再生無污染的新能源方面上，預計2020年歐洲的太陽能安裝將達到54GW的太陽能光伏容量；在日本，由于環(huán)境資源緊缺，在很早時期就便開始重視光伏發(fā)電的發(fā)展；我國尤其是在多晶硅的材料生產(chǎn)上面取得了重大的進展，達到了一年產(chǎn)量過千噸的目標，所以我國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展十分可觀，太陽能電池的原材料多晶硅生產(chǎn)的瓶頸被沖破，這一結(jié)果為我國的光伏發(fā)電能夠有效地規(guī)?；M行發(fā)展奠定了良好穩(wěn)固的基礎(chǔ)。在21世紀的今天，全世界中越來越多的學者都將對太陽能進行相關(guān)的研究和探索實踐,一定將使太陽能的得到更好的開發(fā)與利用。從長遠的發(fā)展來看,政府給與的支持與激勵是我們加快太陽能使之能夠產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的十分重要的因素，中國現(xiàn)在大力發(fā)展太陽能可以逐步改善以前以煤炭為主的這種能源消耗的結(jié)構(gòu)，特別是對電力供應(yīng)的結(jié)構(gòu),改善這種結(jié)構(gòu)能夠更加十分有效地利用更多的資源,使得經(jīng)濟，環(huán)境和能源這三者能夠和諧相處協(xié)調(diào)發(fā)展,從而這樣能夠讓我國在世界上能夠樹立起擔負責任的大國良好形象。然而中國相比其他發(fā)達國家對太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起步比較起來就較晚,但在最近的幾年中,我國的太陽能產(chǎn)業(yè)即將進入一個十分快速迅猛發(fā)展的時期，可以全面地提高整個行業(yè)的技術(shù)的水平,不斷地提高太陽能產(chǎn)業(yè)整體的競爭能力。所以需要合理地規(guī)劃以及適合的政策,從而從根本上實現(xiàn)中國太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，,隨著太陽能應(yīng)用領(lǐng)域地不斷擴展,太陽能產(chǎn)業(yè)的范圍有著不斷擴大的趨勢，太陽能產(chǎn)業(yè)要健康的發(fā)展,就應(yīng)該很好地延伸太陽能產(chǎn)業(yè)鏈,協(xié)調(diào)發(fā)展。為了能有效地降低成本，對光伏領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新要求當前是在于如何提高太陽能光伏電池的轉(zhuǎn)化效率，隨著普遍應(yīng)用于在各個領(lǐng)域中的光伏發(fā)電，光伏發(fā)電也將會在中國能源消費中能夠越來越多地占據(jù)更多的份額。由太陽電池板，逆變器和控制器三個部分組成的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng),這些主要都是由電子元器件來構(gòu)成的,沒有機械部件，那么光伏發(fā)電的設(shè)備的特點是可靠性高，穩(wěn)定且壽命長，十分精煉,安裝簡便，并且對改善生態(tài)環(huán)境與緩解中國能源緊張都具有十分重要的意義。研究基本原理通過MATLAB建模，來研究光伏并網(wǎng)系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性建模，分布式發(fā)電減少了新的發(fā)電和輸電容量的需要，而且可以提供如當?shù)仡l率和電壓支持/控制的服務(wù)。光伏逆變器可以用來控制通過注射/吸收無功電能的柵極電壓，線性化操作點周圍一個光伏陣列模型,被認為是其最大功率點，濾波電感的串聯(lián)電阻是被忽視和阻尼電阻R與濾波電容器串聯(lián)連接，觀察開環(huán)極點的變化，觀察仿真結(jié)果。光伏并網(wǎng)發(fā)電陣列模塊分析光伏電池的分析目前，對于光伏系統(tǒng)的建模方面的問題研究，國內(nèi)外的學者都提出了很多的方案并且也已做了大量的研究工作，建模方面可以分為整體系統(tǒng)的建模和獨立的核心器件的建模，其中整體系統(tǒng)建模是將光伏陣列、逆變器和濾波器等各部分組成一個整體，來表征系統(tǒng)的運行特性。光伏發(fā)電系統(tǒng)中的非常重要的組成部分之一是太陽能電池光伏陣列，整個光伏系統(tǒng)的質(zhì)量與性能直接被電池光伏陣列的好壞所影響，半導體的光生伏打效應(yīng)是太陽能電池的工作原理。當光照照射到物體上面時，物體內(nèi)部所發(fā)生的電荷的分布的狀態(tài)也發(fā)生了相應(yīng)的變化而產(chǎn)生了電動勢和電流，這種現(xiàn)象叫做光生伏打效應(yīng)。所謂光生電壓，是當太陽光照射到半導體時，那么電壓就會在半導體P-N結(jié)的兩邊都會出現(xiàn)。這種現(xiàn)象就是上面提到的光生伏打效應(yīng)。使半導體P-N結(jié)短路時就會產(chǎn)生電流。根據(jù)太陽能電池發(fā)電的工作原理，所以半導體P-N結(jié)會起到電源的作用。如果串、并聯(lián)幾百個甚至更多的太陽能電池來組成一個太陽能電池的組件，那么其在太陽光的照射下，便可以得到十分大的功率的電能。如果所需電壓或電流比單塊組件更高，則必須將組件連接成為陣列。串聯(lián)可得到更高的電壓，并聯(lián)可得到更大的電流。與電池串聯(lián)一樣，當組件串聯(lián)時，每塊組件的最大功率均要出現(xiàn)在同一電流下，當組件并聯(lián)時，每塊組件的最大功率均要出現(xiàn)在同一電壓下。因此，在連接和安裝組件時，安裝者應(yīng)具有每塊組件的這些信息。由上面電路圖可以知道，光伏電池的并聯(lián)電容對光伏電池本身的動態(tài)特性影響特別的小，所以在分析時通常將它忽略不計,所以后面的研究分析就沒有考慮并聯(lián)電容的影響了。光伏陣列模塊的電流輸出是由串聯(lián)的光伏電池中的輸出電流與最小光伏電池來決定,因此,我們在選擇組成光伏陣列模塊的光伏電池時,必須考慮各個光伏電池的功率,盡量選擇同一型號的光伏電池.如上公式表達，是光伏電池的輸出電流與電壓的關(guān)系表達式，是光伏電池在理論分析中被廣泛應(yīng)用的、最基本的、基于物理原理且是最常見的表達式；其中：A是二極管的理想因子（在1~2之間）；T為絕對溫度（K）；K是波爾茲曼常數(shù)，（K=1.38e-23J/K）；λ為光照強度（kw/m）；2q為電子電荷（q=1.6e-19C）；Iλ為光伏電池的光生電流；I0為反向飽和電流；以上式為基礎(chǔ)，假定以下兩點近似：最大功率點處，Ipv=Im，Upv=Um；2.開路狀態(tài)下，Ipv=0，Upv=Uoc；用來建立工程的光伏電池模型如下：(1.2)(1.3)(1.4)流過二極管電流:以上公式中,I0表示反向偏置飽和電流,可以得出,從整個光伏陣列模塊看來,如果陣列中部分組件表面被部分臨近器件陰影所遮擋,陣列將會產(chǎn)生出雪崩電流和反向偏置,那是因為它的反向電壓達到足夠的高。產(chǎn)生雪崩電流和反向偏置會隨著產(chǎn)生能量損耗，但卻不會損壞光伏電池,,如果能夠保持恒定的光伏陣列模塊輸出電流,則可以得出被遮擋電池的溫度也會隨之增加,若在一個逆變器上接入多個進行串并聯(lián)的排列組合的光伏模塊,這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是可以直接地輸入高電壓和大電流到光伏逆變器,從而提高轉(zhuǎn)換效率,并且擁有比較簡單的裝置,低成本,將適用于高功率的大型的三相并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng).其缺點是會有許多電能質(zhì)量問題，結(jié)構(gòu)方式不靈活，由于只有一個逆變器，那么一旦出現(xiàn)任何問題就會使整個并網(wǎng)的系統(tǒng)停止運作。最大跟蹤點的方法最大跟蹤點和并網(wǎng)電流的控制是逆變器的策略控制，光伏的逆變器如果要實現(xiàn)其并網(wǎng)的運行就必須依靠有效可靠的逆變器的策略控制。光伏陣列受到光照強度，環(huán)境溫度,和負載的影響的輸出特性，在一定的光照強度與環(huán)境溫度下,最主要的是擁有非線性特性,有且只有一個光伏電池最大輸出功率電壓值能夠?qū)?yīng)電壓值.那么,最大功率點的跟蹤技術(shù)就是不斷地根據(jù)環(huán)境溫度，光照強度和負載的變化來相應(yīng)地調(diào)整光伏電池的工作點,使該工作點始終都工作在最大功率點處的技術(shù)。隨著社會的發(fā)展,科學技術(shù)的進步，怎樣通過光伏陣列模塊的組合,來提高最大功率點的跟蹤效率成為了現(xiàn)在需要研究的首要任務(wù).在光伏陣列模塊中對逆變器的要求是必不可少的,所提到的逆變器是電網(wǎng)和光伏陣列模塊來進行連接的重要器件,其中，逆變器實現(xiàn)的兩大主要任務(wù)分別是向電網(wǎng)注入電流內(nèi)運行和控制光伏陣列模塊在最大功率點處,為了讓光伏陣列模塊的輸出電壓能夠近似地等于最大功率點的輸出電壓，則需要通過逆變器來調(diào)節(jié),這是因為日照強度與環(huán)境溫度都能夠影響光伏陣列模塊功率輸出,所以系統(tǒng)必須保證光伏陣列模塊是在最大功率點處運行來獲取的最大能源.最大功率運行是一個具有挑戰(zhàn)性的問題，這要求系統(tǒng)負荷在任何時間都能夠消耗光伏系統(tǒng)的全部可用功率。這不僅意味著在光伏系統(tǒng)輸出最大時，系統(tǒng)負荷也要最大，而且意味著在云覆蓋出現(xiàn)或消散時，系統(tǒng)負荷必須快速自我調(diào)節(jié)。最大功率點跟蹤器MPPT使用脈寬調(diào)制技術(shù)，可以實現(xiàn)直流輸入電壓向不同直流輸出電壓水平的變換，類似于直流開關(guān)電源。MPPT使用反饋環(huán)路檢測光伏陣列輸出功率，并相應(yīng)調(diào)整陣列輸出電壓，直到得到最大輸出功率。光伏系統(tǒng)具有一個影響系統(tǒng)性能的因素，即不可預測的云層覆蓋。并網(wǎng)運行的光伏系統(tǒng)可以在夜晚或陰天時使用電網(wǎng)電力，除此以外的其他光伏系統(tǒng)，必須提供蓄電池備用，不僅用于夜晚運行，而且也用于白天沒有太陽光照或光照極少而無法滿足電力需求的情況。最大功率點跟蹤原理：如圖所示，Ri代表電源內(nèi)阻，RL代表負載電阻，Ui為電源電壓，則負載上消耗的功率，即當Ri=RL時，消耗功率可取最大值。但我們在實際的光伏系統(tǒng)當中，光伏電池的內(nèi)阻非常容易受到日照強度，環(huán)境溫度，負載的不斷變化而變化，因此，根據(jù)上述的方法是不能獲得最大的輸出功率的。在這個時候我們就應(yīng)該通過對最大功率點的跟蹤控制的方法來獲得最大輸出功率，而常用的方法是將負載和光伏陣列兩者之間來串聯(lián)最大功率點跟蹤。光伏陣列模塊特性:它能夠等效成一個電流源和二極管并聯(lián)的電流，電壓和電路的波動或者有部分的遮擋都將會對光伏陣列模塊的相應(yīng)輸出產(chǎn)生一定的影響.光伏陣列模塊將完成太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電的系統(tǒng)中光電轉(zhuǎn)換中最重要并且也是第一步的步驟.光伏陣列模塊它的輸出功率會隨著外界的光照強度的增加而增加，隨外界溫度的升高而降低,得出其實質(zhì)就是半導體器件的一種組合。在光伏陣列中我們使用的是MPPT的控制方法，然而這種方法是用來構(gòu)造光伏陣列特性曲線以及它的求解方法，是建立在優(yōu)化數(shù)學模型的基礎(chǔ)上,使得能夠得到光伏陣列的最大功率的輸出。我們可以從光伏陣列的特性中得知,當光伏陣列的開路電壓Uoc在不同的溫度和光照強度改變的情況下,光伏陣列的最大功率點電壓Umpp也會近似地隨開路電壓成比例地變化。由此得出。擾動觀察法此次仿真我們用的是擾動觀察法，它是MPPT跟蹤法中的一種，是最大功率點跟蹤方法中最為常見的一種方法，有規(guī)律性地給光伏陣列的輸出電壓來加一定的擾動,讓當前的輸出功率大小與前一周期的作比較,如果功率增加了，那么在下一個周期時以相同的方向再來加擾動。下面介紹擾動觀察法的工作原理：我們知道擾動功率的變換器的占空比，引起了光伏陣列的輸出電壓發(fā)生變化，進而通過觀測其后來功率變化的方向，這樣的方法來確定出最大功率點的位置。是在固定的時間間隔中對輸出的電壓來進行擾動，并且對光伏陣列所對應(yīng)的輸出電壓和輸出電流來進行實時地采樣,將得到的輸出電壓和輸出電流可以來計算出光伏陣列所對應(yīng)的輸出功率，然后再與上一時間刻度通過計算得出的光伏陣列輸出功率相比較，可以根據(jù)功率的變化量的正負來確定它的擾動方向，反復地比較，測量、擾動、這樣我們就認為是實現(xiàn)了對最大功率點的跟蹤，直至光伏電池它的輸出功率的變化量為零時。從太陽能光伏發(fā)電的系統(tǒng)中可以看到，太陽能電池是系統(tǒng)中最基本的環(huán)節(jié)，如果我們想要提高整個系統(tǒng)的效率，那么就一定需要提高太陽能光伏電池在系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)換效率，讓它的輸出功率能夠成為最大轉(zhuǎn)換效率。然而，太陽能光伏電池的電壓電流關(guān)系的特性具有非線性特點，并且它會隨著日照強度和溫度等外界環(huán)境的變化而變化，所以就不好控制。然而，在某一特定的溫度或者日照強度時一定會存在著一個相應(yīng)的最大功率點，所以對最大功率點跟蹤來進行更進一步研究是十分有必要的。一個尋優(yōu)的過程實質(zhì)就是最大功率點跟蹤的過程，控制最大功率輸出是通過控制電池的端電壓來進行的。MPPT的控制也能夠先根據(jù)采集到的太陽能電壓，功率值，以及電流值來做出判斷看其是運行在哪一個工作區(qū)域，然后就再根據(jù)不同的工作區(qū)域來采取不同的指令，從而來進行跟蹤控制。但是需要我們注意的是環(huán)境與光照強度對太陽電池陣列所產(chǎn)生的短路電流與開路電壓的影響。以上是擾動觀測法的控制流程圖當前我們用來實現(xiàn)MPPT此方法是不斷地通過擾動的太陽能的最大功率點的方向光伏系統(tǒng)的工作點來得出的特別常見的方法就是觀察法擾動。再把之前的功率值擾動與它相比較，假如功率值會增加，那么就表示出擾動的方向是正確的它的原理就是擾動輸出的電壓值首先，然后測的系統(tǒng)功率的變化，假如擾動后的功率值不大于擾動前的數(shù)值，就可以繼續(xù)向同一個方向進行擾動，，那么則就應(yīng)往相反的方向來擾動。這種方法擾動參數(shù)少，結(jié)構(gòu)簡單。總結(jié)擾動觀察法其優(yōu)點：是真真正正的最大功率跟蹤，被測參數(shù)少,容易實現(xiàn),結(jié)構(gòu)簡單,簡單并且直觀，易于對硬件的實現(xiàn)，且對傳感器的要求不高，通過測量與比較不斷地擾動使陣列的輸出功率能夠接近于最大值。因此，擾動觀測法就作為了工程實際中使用最為廣泛的控制方法，在它的實現(xiàn)過程中具體多種多樣控制參數(shù)的設(shè)定方式。缺點:1.當系統(tǒng)引入擾動以后，系統(tǒng)造成了一定的功率損失，因為系統(tǒng)在最大功率點附近非常小的范圍內(nèi)來回振蕩，然而通過縮小擾動的步長是可以來減少這種振蕩的功率損失的，但是若是小的擾動步長，則系統(tǒng)跟蹤速度將會降低。步長的大小決定最大功率點的跟蹤速度,步長較大的時候最大功率點附近的波動也會隨之增加，然而步長較小時的光伏陣列非常有可能會長時間地工作于較低功率的輸出區(qū)。原因分析：擾動初始電壓和擾動步長的設(shè)置都存在一定的盲目性，如果設(shè)置不當，那么達到最大功率點所需要的時間就比較長，甚至還會有可能出現(xiàn)偏離最大功率點的現(xiàn)象，而且擾動步長對響應(yīng)速度和跟蹤精度沒有辦法能同時兼顧，步長若過小，那就會降低其搜索的速度，假如步長過長，那么則容易引起振蕩，即當外部的環(huán)境發(fā)生了變化時，那就容易產(chǎn)生出誤判，則就會在最大功率點的附近存在有振蕩，就會導致一定的功率損失。所以，當在環(huán)境變化比較快的情況下就不適合用擾動觀測法。3.當外部環(huán)境發(fā)生的變化較快的時候,那么擾動觀察法將會產(chǎn)生比較大的功率損失,并且十分有可能產(chǎn)生失誤判斷。原因分析：太陽電池陣列的輸出特性曲線隨著光照強度的變化而不斷地變化，當在利用擾動觀測法來進行最大功率點的跟蹤時，如果系統(tǒng)在最大功率點附近進行工作的時候，而且工作輸出功率和電壓，那么當電壓向右擾動到了工作電壓時，若這時光照強度不變的話，就記錄下此時光伏陣列的輸出功率，若這時的電壓大于工作電壓，那么則表明電壓的擾動方向是正確的。如果光照強度下降，這時電壓所對應(yīng)的輸出功率若小于之前的輸出功率，那么就不能夠達到向右擾動來增加功率的效果，這時就說明系統(tǒng)發(fā)生了錯誤判斷。如果光照強度不斷地下降，系統(tǒng)發(fā)生重復的錯誤判斷，那么電壓擾動方向?qū)掷m(xù)左移，那么就會造成光伏系統(tǒng)的輸出功率連續(xù)地降低，從而會使發(fā)電系統(tǒng)的效率大大地下降，也就是證明了在迅速變化的環(huán)境里使用擾動觀測法是不適合的。MPPT的另一個應(yīng)用是確保蓄電池的最優(yōu)充電。MPPT充電控制器跟蹤光伏陣列最大功率點，確保把最大充電電流傳遞給蓄電池組。它的結(jié)果是充電控制器具有電壓高輸入，電流低輸入，輸出電壓較低和輸出電流較高的特點。MPPT充電控制器使陣列工作在最大功率點，通過陣列設(shè)計，使最大功率電壓較高，則可降低線路功率損耗和線路成本。光伏逆變器基礎(chǔ)知識逆變器的介紹及工作原理并網(wǎng)逆變器，光伏陣列，繼電保護裝置，控制器等組成了光伏發(fā)電。整個光伏并網(wǎng)發(fā)電的核心是并網(wǎng)逆變器，并網(wǎng)逆變器將光伏陣列所發(fā)出的電能逆變成了正弦波電流來并入電網(wǎng)中。電壓型逆變器主要由電力電子開關(guān)器件組成，以脈寬調(diào)制的形式向電網(wǎng)提供電能。并網(wǎng)逆變器將光伏陣列所產(chǎn)生的直流直接地轉(zhuǎn)化為了和電網(wǎng)電壓具有同頻同相的交流電，并網(wǎng)的功率大小和并網(wǎng)的時間完全是由環(huán)境溫度與光照強度等因素來決定。然而逆變器則是光伏并網(wǎng)發(fā)電中不可缺少的設(shè)備之一，它的可靠性的好壞，效率的高低，將直接地影響到整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的投資和性能。光伏并網(wǎng)逆變器可以分為電壓源電壓控制與電壓源電流控制與電流源電流控制和電流源電壓控制，如果是按控制方式來分類這四種方式，。若逆變器以電流源來為輸入，直流側(cè)需要串聯(lián)一個大電感來提供比較穩(wěn)定的直流電流的輸入，然而由于這個大電感一般會導致系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)較差，所以都普遍采用的是以電壓源輸入為主的這種方式當前的并網(wǎng)的逆變器。若是按照輸入直流電源它的性質(zhì)來分，能夠?qū)⒛孀兤鞣譃殡妷盒湍孀兤骱碗娏餍湍孀兤?。通常所稱的逆變是將直流電能變換為交流電能的過程，逆變電路是完成逆變器功能的電路，逆變設(shè)備或逆變器是實現(xiàn)這些逆變過程的裝置。逆變器的分類：按逆變器輸出的相數(shù)劃分：單相逆變器，三相逆變器和多相逆變器。按逆變器的主電路形式劃分：推挽式逆變器，單端式逆變器，全橋式逆變器和半橋式逆變器按逆變器的直流電源劃分：電壓源型逆變器，電流源型逆變器。按逆變器換流方式劃分：自換流式逆變器，負載換流式逆變器。逆變器的工作原理：逆變器是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的十分核心的部件，其原理是把直流電轉(zhuǎn)換成為交流電的一種裝置，是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件。若根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計的情況來劃分可以分為經(jīng)濟型太陽能光伏發(fā)電控制逆變的一體機與太陽能光伏發(fā)電的專用正弦波逆變器。太陽能電池所輸出的最大功率可隨著溫度與光照強度的不斷變化而變化，前級升壓斬波器控制系統(tǒng)的最大功率跟蹤，然而DSP芯片協(xié)調(diào)完成全橋逆變器的控制和升壓斬波器。電流型逆變電路：電流型逆變電路一般在直流側(cè)串聯(lián)一個大電感，因為大電感中的電流脈動很小，因此可以近似看成直流電流源。其特點：直流側(cè)串大電感，相當于電流源；交流輸出電流為矩形波，輸出電壓波形和相位因負載的不同而不同；直流側(cè)電感起緩沖無功能量的作用。電壓型逆變電路的特點：直流側(cè)電壓幾乎無脈動，直流側(cè)為并聯(lián)大電容或電壓源，其輸出電流因負載阻抗的不同而不同，輸出電壓是矩形波；電感性負載需要提供無功，所以為了能夠給交流側(cè)向直流測之間的反饋的無功提供通道，逆變橋都需并聯(lián)反饋二級管。電壓型逆變電路特點：直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側(cè)電壓基本無脈動；輸出電壓為矩形波，輸出電流因負載阻抗的不同而不同；電感性負載需提供無功，為了給交流側(cè)向直流測反饋的無功提供通道，逆變橋各并聯(lián)反饋二級管。所示逆變器控制原理圖。其中鎖相環(huán)它的作用是通過相位來捕捉模塊，由此來獲得相位信息與電網(wǎng)頻率，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的并網(wǎng)控制。將采集到的相關(guān)信息進行Clark變換，可得從ABC坐標系到αβ坐標系。再經(jīng)過park變換，同步的坐標系下的恒定直流量將兩相靜止的坐標系下面的交流量變換成為選定合適的拓撲結(jié)構(gòu)作為并網(wǎng)系統(tǒng)的主電路，對三相電壓型并網(wǎng)逆變器主電路拓撲結(jié)構(gòu)進行分析，，并根據(jù)Clark變化及park變換的矢量關(guān)系建立在、旋轉(zhuǎn)坐標系下兩相靜止的數(shù)學模型。；三相靜止坐標系寫的逆變器數(shù)學模型再次我們通過電力定律來建立與基爾霍夫交流側(cè)的回路方程提取光伏發(fā)電陣列輸出端的電壓值，結(jié)合電網(wǎng)電壓通過電壓—無功曲線補償之后的結(jié)果，輸入到PI控制器中，對于圖（5）中的PI控制器進行設(shè)計時，一般假設(shè)在一個開關(guān)周期之內(nèi)，直流側(cè)電壓保持不變，并且開關(guān)頻率足夠高，逆變器各橋臂輸出電壓在PWM信號生成后能立即響應(yīng)。實現(xiàn)逆變器的并網(wǎng)控制是經(jīng)過PI調(diào)節(jié)器的結(jié)果輸出后再通過空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)來得到并網(wǎng)逆變器其相應(yīng)的開關(guān)信號，把此信號接入逆變器控制器電網(wǎng)電壓支撐能力的介紹具有電網(wǎng)電壓支撐能力的光伏并網(wǎng)控制方法，其系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。其中，光伏發(fā)電陣列1的輸出側(cè)并聯(lián)大電容達到穩(wěn)壓的目的；大電容兩端接入光伏逆變器2，光伏逆變器輸出端串聯(lián)電感并聯(lián)電容，穩(wěn)定光伏逆變器的輸出電流。光伏逆變器的輸出電壓是通過變壓器3進行升壓而接入到區(qū)域電網(wǎng)的，況且電壓檢測器能夠檢測出輸出電壓的大小。再通過變壓器6將電壓升高接入到大電網(wǎng)中。光伏逆變器2的控制主要包括兩個部分，第一個部分是開環(huán)控制，是對光伏陣列輸出的電壓經(jīng)過光伏逆變器的控制器且采用最大功率點跟蹤技術(shù)來控制電力電子器件的開與斷，光伏陣列穩(wěn)定輸出電壓，這個部分；第二個部分是在將光伏逆變器輸出的電壓和標準無功-電壓補償曲線進行比較，得到光伏逆變器輸出的電壓無功偏差，然后在電網(wǎng)電壓發(fā)生波動的時候結(jié)合標準無功-電壓曲線補償無功，達到調(diào)節(jié)光伏逆變器輸出電壓，穩(wěn)定電網(wǎng)電壓的目的。相比傳統(tǒng)控制方法而言，只有光伏逆變器作用的系統(tǒng)，新的控制方法可以更好的響應(yīng)電網(wǎng)中電壓的變化，在原開環(huán)控制的情況下實現(xiàn)閉環(huán)控制。新的控制方法引入根據(jù)不同工作條件制定的標準無功-電壓補償曲線，能夠更加精確的控制接入電網(wǎng)的電壓，在電網(wǎng)電壓波動的時候支撐電網(wǎng)電壓。下面介紹支撐電網(wǎng)電壓原理。圖2為所示太陽能電池工作原理圖，在日光照射下，電池板內(nèi)光電器件發(fā)出光電流I1，Id為反向二極管的電流，I和U為單塊光伏電池的輸出電流和電壓。在一定的光照強度和溫度下，光伏電池板可以輸出能夠計算的電流值與電壓值。三相電流逆變器，把輸入的電壓和電流調(diào)制成高頻脈寬的電壓輸入導抗變換器中，經(jīng)過導抗變換器的變換過后用高頻正弦電流來輸出，再經(jīng)過電流等級變換與高頻變壓器隔離過后輸入功率二極管所組成的周波變換器，所得的周波變換器將高頻正弦電流裂相成為含有具有高次諧波的三相低頻電流，通過低通過濾器的濾波后再供給負載，進而最終完成了三相電流源輸出。這種具有電網(wǎng)電壓支撐能力的光伏并網(wǎng)控制方法，對于接入電網(wǎng)的光伏陣列模塊,能夠通過調(diào)節(jié)三相光伏逆變器穩(wěn)定光伏輸出電壓,并且在電網(wǎng)電壓發(fā)生震蕩時,通過逆變器控制器調(diào)節(jié)電力電子器件開斷,補充無功功率,穩(wěn)定電網(wǎng)電壓。所屬技術(shù)領(lǐng)域主要是新能源發(fā)電與并網(wǎng)技術(shù)。由于光伏發(fā)電固有的不穩(wěn)定特性，在其連接到電網(wǎng)時，需要先穩(wěn)定光伏模塊隨著溫度和光照變化的輸出電壓。同時,在分布式電源接入電網(wǎng)的時候，電網(wǎng)中容易發(fā)生電壓的震蕩變化，因此當三相光伏電源接入電網(wǎng)時，穩(wěn)定電網(wǎng)電壓成為亟待解決的問題。為了能夠使穩(wěn)定的光伏陣列接入電網(wǎng)的電壓，改善其容易受到溫度和光照強度影響的弊端；同時在保證穩(wěn)定光伏發(fā)電情況下，轉(zhuǎn)換為靜態(tài)無功調(diào)節(jié)器反作用于電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定控制，提高電網(wǎng)的電能質(zhì)量，支撐電網(wǎng)電壓,降低分布式電源接入電網(wǎng)帶來的電壓震蕩,提出一種具有電網(wǎng)電壓支撐能力的光伏并網(wǎng)控制方法.電網(wǎng)電壓支撐的技術(shù)效果為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：包括光伏發(fā)電陣列、電壓源型逆變器及其控制系統(tǒng)、電壓源型逆變器的直流電壓測量裝置、電網(wǎng)側(cè)的電壓與電流測量裝置。其中所述的光伏發(fā)電陣列包括有串聯(lián)和并聯(lián)的光伏板。所述的電壓源型逆變器與電網(wǎng)相連。所述的電壓源型逆變器控制系統(tǒng)的信號輸入端與電壓源型逆變器的直流電壓測量裝置、電網(wǎng)側(cè)的電壓與電流測量裝置相連，其主要功能是結(jié)合光伏發(fā)電部分電壓的MPPT調(diào)節(jié)和檢測得到的電網(wǎng)的電壓進行雙重調(diào)節(jié)，來達到穩(wěn)定電網(wǎng)電壓的目的。技術(shù)效果：（1）光伏發(fā)電板在光照和溫度的共同影響下，發(fā)出不穩(wěn)定的直流電，多個光伏板串聯(lián)與并聯(lián)在一起，得到一個初步的光伏電壓。（2）光伏陣列輸出端接入到電壓源型逆變器的輸入端，通過最大功率點跟蹤技術(shù)，其控制系統(tǒng)控制光伏逆變器中電力電子元器件的開斷情況，穩(wěn)定光伏逆變器輸出電壓，形成穩(wěn)定的三相電流。（3）根據(jù)接入電網(wǎng)中的直流電壓測量裝置得到的電網(wǎng)電壓，考慮到電壓—無功補償曲線，反作用于光伏逆變器控制器，根據(jù)小信號穩(wěn)定原理，確定參數(shù)，調(diào)整逆變器中電力電子器件的開斷，達到補償無功穩(wěn)定電網(wǎng)電壓的目的。同時可以達到支撐電網(wǎng)電壓的目的。以上提出的具有電網(wǎng)電壓支撐能力的光伏并網(wǎng)控制方法，其系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。其中，光伏發(fā)電陣列1的輸出側(cè)并聯(lián)大電容達到穩(wěn)壓的目的；大電容兩端接入光伏逆變器2，光伏逆變器輸出端串聯(lián)電感并聯(lián)電容，穩(wěn)定光伏逆變器的輸出電流。光伏逆變器的輸出電壓通過變壓器3升壓接入到區(qū)域電網(wǎng)中，而且用電壓檢測器來檢測輸出電壓的大小。再通過變壓器6將電壓升高接入到大電網(wǎng)中。光伏逆變器2的控制主要包括兩個部分，第一個部分是是開環(huán)控制，即對光伏陣列輸出的電壓經(jīng)過光伏逆變器控制器采用的最大功率點跟蹤技術(shù)來控制電力電子器件的開斷，從而光伏陣列穩(wěn)定輸出電壓；第二個部分是在將光伏逆變器輸出的電壓和標準無功-電壓補償曲線進行比較，得到光伏逆變器輸出的電壓無功偏差，然后在電網(wǎng)電壓發(fā)生波動的時候結(jié)合標準無功-電壓曲線補償無功，達到調(diào)節(jié)光伏逆變器輸出電壓，穩(wěn)定電網(wǎng)電壓的目的。相比傳統(tǒng)控制方法只有光伏逆變器作用的系統(tǒng)，新的控制方法可以更好的響應(yīng)電網(wǎng)中電壓的變化，在原開環(huán)控制的情況下實現(xiàn)閉環(huán)控制。新的控制方法引入根據(jù)不同工作條件制定的標準無功-電壓補償曲線，能夠更加精確的控制接入電網(wǎng)的電壓，在電網(wǎng)電壓波動的時候支撐電網(wǎng)電壓。下面介紹本發(fā)明的支撐電網(wǎng)電壓原理。圖2為所示太陽能電池工作原理圖，在日光照射下，電池板內(nèi)光電器件發(fā)出光電流I1，Id為反向二極管的電流，I和U為單塊光伏電池的輸出電流和電壓。在一定的光照強度與溫度之下，光伏電池板能夠輸出可計算的電流值和電壓值。其中，I1，Id的值隨著光照和溫度的變化而變化，在光伏發(fā)電陣列中多個光伏電池通過并聯(lián)和串聯(lián)的方式組合在一起，電流為并流電池板的電流值之和，電壓為串聯(lián)電池板的電壓之和。目前，光伏發(fā)電設(shè)備接入根據(jù)直流側(cè)輸入電源性質(zhì)的不同，可將光伏并網(wǎng)逆變器分為電流源式和電壓源式，還可以根據(jù)有無儲能設(shè)備分為間接并網(wǎng)和直接并網(wǎng)系統(tǒng)。電流源式和間接并網(wǎng)常用于獨立發(fā)電模式，電壓源式直接并網(wǎng)常用于并網(wǎng)發(fā)電模式。電壓源式逆變器顯著的特點是減小了直流電源的內(nèi)阻，直流端并聯(lián)的大電容儲能，，使直流側(cè)近似地等于為恒壓源;電流源式最主要的特點是直流端串聯(lián)大電感儲能，增加了直流電源內(nèi)阻，使直流側(cè)近似為恒流源。由于其結(jié)構(gòu)簡單，控制策略成熟，在現(xiàn)階段已成為應(yīng)用最為廣泛的一種逆變器拓撲結(jié)構(gòu)電壓源逆變器。電壓源式逆變器的控制原理是以逆變器輸出電壓為控制量，系統(tǒng)輸出與電網(wǎng)電壓同頻同相的電壓信號。采用電壓型控制模式時，逆變器輸出為標準正弦脈寬調(diào)制信號，所以并網(wǎng)電流和輸出電源的質(zhì)量完全取決于電網(wǎng)電壓，即電網(wǎng)電壓質(zhì)量很高時，才能得到質(zhì)量好的并網(wǎng)電流和輸出電源。由于電壓型控制模式時，逆變器對電網(wǎng)呈現(xiàn)低阻抗特性，所以當電網(wǎng)電壓受到擾動時，并網(wǎng)電流同時受到擾動而降低輸出電壓的質(zhì)量。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏電池的利用率除了