基于新型準(zhǔn)Z源逆變器的三相光伏并網(wǎng)優(yōu)化控制研究基于新型準(zhǔn)Z源逆變器的三相光伏并網(wǎng)優(yōu)化控制研究

摘要：隨著光伏發(fā)電系統(tǒng)的快速發(fā)展，光伏并網(wǎng)優(yōu)化控制成為提高光伏發(fā)電系統(tǒng)性能的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文針對傳統(tǒng)并網(wǎng)逆變器在部分功率條件下效率較低的問題，提出了一種基于新型準(zhǔn)Z源逆變器的三相光伏并網(wǎng)優(yōu)化控制方案。通過對新型準(zhǔn)Z源逆變器的原理進行分析和建模，設(shè)計了合適的控制策略和調(diào)制方式，并提出了一種基于電流環(huán)和電壓環(huán)的雙閉環(huán)控制方法。通過實驗驗證，該方案在實際光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中具有較高的效率和可靠性，能夠?qū)崿F(xiàn)對電網(wǎng)電壓和頻率的穩(wěn)定輸出。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電系統(tǒng)；并網(wǎng)逆變器；準(zhǔn)Z源逆變器；優(yōu)化控制；雙閉環(huán)控制

1.引言

光伏發(fā)電系統(tǒng)作為一種清潔、可再生的能源系統(tǒng)，在全球范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。隨著技術(shù)的發(fā)展，光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電能力不斷提升，使得光伏發(fā)電系統(tǒng)逐漸成為電網(wǎng)的重要組成部分。然而，光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率會受到天氣、環(huán)境等因素的影響，且電網(wǎng)對光伏并網(wǎng)的要求也日益嚴(yán)格，這給光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)效果帶來了很大挑戰(zhàn)。

2.傳統(tǒng)并網(wǎng)逆變器的問題

傳統(tǒng)的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)通常采用LC濾波器和單相全橋逆變器，但在部分功率條件下，傳統(tǒng)逆變器存在較低的效率問題。其原因主要是由于電阻損耗、開關(guān)損耗和磁元件損耗等導(dǎo)致的。

3.新型準(zhǔn)Z源逆變器原理和建模

準(zhǔn)Z源逆變器是一種新型的電力電子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它在傳統(tǒng)的逆變器基礎(chǔ)上引入了Z源網(wǎng)絡(luò)，通過控制Z源網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)錉顟B(tài)和逆變器開關(guān)狀態(tài)，實現(xiàn)對輸出電壓和電流的調(diào)節(jié)和控制。準(zhǔn)Z源逆變器具有輸入電壓范圍寬、調(diào)節(jié)性能好、輸出質(zhì)量高等優(yōu)點。本文通過建立準(zhǔn)Z源逆變器的數(shù)學(xué)模型和電路模型，分析了其工作原理和特點。

4.優(yōu)化控制策略和調(diào)制方式的設(shè)計

在實現(xiàn)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化控制過程中，設(shè)計合適的控制策略和調(diào)制方式至關(guān)重要。本文基于新型準(zhǔn)Z源逆變器的特點，通過對其數(shù)學(xué)模型和狀態(tài)空間方程的分析，設(shè)計了一種基于電流環(huán)和電壓環(huán)的雙閉環(huán)控制方法。該方法能夠?qū)崟r調(diào)節(jié)逆變器的輸出電流和輸出電壓，使其始終保持在理想值附近。

5.實驗驗證與結(jié)果分析

為了驗證所提出的優(yōu)化控制方案的有效性，本文進行了一系列實驗。實驗結(jié)果表明，基于新型準(zhǔn)Z源逆變器的三相光伏并網(wǎng)優(yōu)化控制方案在不同光照條件下能夠?qū)崿F(xiàn)對電網(wǎng)電壓和頻率的穩(wěn)定輸出。與傳統(tǒng)逆變器相比，該方案具有較高的效率和可靠性。

6.結(jié)論

本文通過分析和研究，提出了一種基于新型準(zhǔn)Z源逆變器的三相光伏并網(wǎng)優(yōu)化控制方案。該方案通過合適的控制策略和調(diào)制方式，在光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)過程中能夠?qū)崿F(xiàn)對電網(wǎng)電壓和頻率的穩(wěn)定輸出。實驗結(jié)果證明，該方案具有較高的效率和可靠性，在實際應(yīng)用中具有很大的潛力。

綜上所述，本文通過研究新型準(zhǔn)Z源逆變器的特點和工作原理，設(shè)計了一種基于電流環(huán)和電壓環(huán)的雙閉環(huán)控制方法，能夠?qū)崟r調(diào)節(jié)逆變器的輸出電流和輸出電壓，使其保持在理想值附近。實驗結(jié)果表明，在不同光照條件下，該優(yōu)化控制方案