电流型光伏并网逆变控制器研究及实现

随着经济的飞速发展,人类文明的不断进步,人类的环保意识逐渐增强。太阳能以其洁净、经济、储量丰富等优点备受关注,太阳能发电技术被人们一直看好。在太阳能发电并网系统中,并网逆变器成为了整个系统的核心。当今数字技术日新月异,使得专用的数字信号处理器芯片得以出现,保证了先进的控制策略在数字系统中得以实现。论文对光伏发电并网逆变控制器做了详细的阐述,在最大功率跟踪、并网控制策略和锁相器的设计等一些方面做了深入的研究。论文首先介绍了当前光伏发电的背景和光伏发电系统的各种拓扑结构以及逆变技术的发展,并对并网逆变控制器的拓扑结构和控制系统进行了分析。在此基础上,对并网逆变控制系统进行了硬件设计。并网逆变控制系统主回路为两级变换的拓扑结构：直流变换和逆变滤波两个环节。直流变换采用的是Boost直流升压电路来对直流电压进行升高,在直流升压电路后端设计了逆变电路和并网滤波器。为了保证并网电流与电网电压同频同相,在并网之前设计了锁相器。在系统的设计中,为避免强烈的电磁干扰,采取了控制板与主回路板分开设计的方法。控制板主要包括处理器核心电路,信号调理电路,采样电路和供电电源电路。论文中在各个器件参数的确定方面做出了详细的推导和计算。同时,论文在定电压法、电导增量法等几种最大功率跟踪方法的基础上设计出了一种变步长断续扰动的最大功率跟踪的方法。在主回路的控制中利用了PID控制算法与神经网络相结合的方法来实现对逆变输出的控制；在并网锁相环中,设计了一种两次比较的可自动调节的锁相器来保证并网电流与电网电压同频同相。最后,将整个系统各个部分电路组装进行联机调试。实验结果表明利用电流跟踪电网电压的并网逆变器的逆变效果良好,且并网电流能够跟踪电网电压,基本达到了并网要求。