单相光伏并网逆变器的研制

随着当前我国的科学技术进步，一些先进的技术已经在生活当中得到了实际应用，在电力行业的发展中，与之相关的电力设备和技术在作用的发挥上也愈来愈大。逆变器是光伏阵列以及电网接口的比较重要的设备，其自身的心梗对整个光伏发电系统性能起着决定性作用，故此，本文主要就光伏并网系统结构以及单相并网逆变器并网控制方法加以阐述，然后对系统总体设计方法及单相光伏并网逆变器控制策略加以探究。

当前人类对电力能源的需求量愈来愈大，对电力能源的问题进行解决就成了重要的内容，在光伏发电这一重要的新能源发展过程中就成了发展的亮点。太阳能光伏发电系统的运行方式能够分为离网运行以及并网运行两个重要的类型，并网型的太阳能光伏发电系统又能够分为集中式大型并网光伏系统以及分散式小型并网光伏系统。通过对单相光伏并网逆变器进行理论研究对实际的系统操作运行效率提升就有着指导意义。

1 光伏并网系统结构及单相并网逆变器并网控制方法

1.1 光伏并网系统结构分析

光伏并网系统的结构方面其主要是通过并网逆变器以及光伏阵列等继电保护装置所构成，并网逆变器主要是把光伏电池所发的电能逆变成正弦电流并入到电网当中，而电压型的逆变器则是通过电力电子开关器件连接电感所构成，并且是通过脉宽调制形式来向电网进行送电的。其中的光伏列阵构成要素则是在并网系统当中比较重要的部件，主要就是把光能转换成电能;除此之外还有控制器以及继电保护装置，前者是光伏发电系统的核心部件，控制器主要是对光伏电池最大功率点跟踪控制，保证电能间的平衡，而后者则是对光伏系统以及电力网安全性的保证。

1.2 单相并网逆变器并网控制方法探究

为能够将并网逆变器的性能得到有效提升，对并网控制的方法主要就是电流跟踪控制方法，在这一方法中的电流滞环控制法是较为常用的。在电流滞环控制方法的原理上主要就是把实际电流信号和所需给定指令电流信号加以比较，如果是输出电流处在正弦波上半周期电流信号比滞环电流限定上限大，就可通过T2、T3管进行导通，这样就能够使得电流信号由此而减小。滞环电流的控制系统主要就是双闭环结构，其外环是直流电压控制环，而内环则是交流电流控制环，滞环电流控制核心就是通过电流差值进行控制开关管的占空比，所以在实时性方面就能够有讲好的呈现。

再有就是固定开关频率法，这一控制方法主要是将所给定正弦参考电流信号和实测电流信号进行比较，在得到的误差经过电流控制器进行处理之后和固定频率三角波信号实施比对，产生谐波的频率在固定开关频率控制作用下是固定的，可通过设计对某频段滤波器使其频段谐波能够最大化衰减，这一方法功率管开关的消耗也相对较少。虽然这一控制方法有着一定的缺陷但经过优化就能够解决实际的问题，主要是在之前的基础上进行添加电压前馈，从而来让电流无差时保持输出的状态，最终产生所需要的信号。

2 系统总体设计方法及单相光伏并网逆变器控制策略

2.1 系统总体设计方法分析

对系统的总体设计过程中要能够从多方面进行考虑，首先在并网逆变器的选择过程中要能重视，按照逆变器主电路拓扑结构的分类就有全桥逆变器以及半桥逆变器等，推挽式的逆变器拓扑的结构是通过两个共负极功率开关元件和单个初级带有中心抽头升压变压器所构成，在结构上相对比较简单化，这一类型逆变器主要是适用于直流母线电压相对比较低的场合。另外在并网逆变器回路方式上主要有高频变压器绝缘方式以及工频变压器绝缘方式等，以工频变压器绝缘方式为例进行说明，其自身有着较好的抗雷击以及对尖波消除良好性能，同时在电路方面也相对比较简单化，变换也只有一级所以有着很高的效率。

此次的方案设计主要就是通过无变压器两级结构，在前级DC/DC变换器方面能够有多种形式可供选择，在考虑到输入电压较低的基础上，倘若是采取半桥式那么在开关管的电流方面就会随之而增大，在输出的电压上就会相对比较低。所以通过BOOST形式的升压电路就有着较好的效果，其能够根据电网电压大小在不同天气条件下来输入电压达到适合的水平，系统能够保障并网逆变器输出正弦电流和电网相同电压同频同相。

2.2 单相光伏并网逆变器控制策略

对单相光伏并网逆变器的控制要能够按照相应的策略进行实施，首先在并网逆变器控制目标方面要能够明确化，控制逆变电路输出的交流电流为稳定的高质量的正弦波，还要能够和电网电压同频同相。在并网逆变器控制方式上并网系统要求在逆变器输出侧实现功率因数为1，波形为正弦波，在输出的电流和网压同频同相，此次所采用的是正弦脉宽调制(称SPWM)方式，通过控制开关管Tl―T4的导通或关断的时间，实现能量从逆变器向电网传送，巨交流输出侧的功率因数为1。

另外就是通过对正弦脉宽调制技术方面，在三角波和正弦波相交过程中，可通过交点进行对开关通断进行有效控制，这样就能获取等幅脉冲成正比于正弦曲线函数值的矩形波，在实际的调制方式上主要就是双电压极性调制以及单电压极性调制。单极性调制主要是4个开关管采取4个不同信号控制，单极性调制优点就是谐波的分量相对比较小比较容易消除，所以在开关管方面受到到的开关应力也就相应比较小。要想能够成功的实现并网就要通过电流型PWM的控制方法进行实现。

3 结语

综上所述，对单相光伏并网逆变器的分析探究还有诸多的层面没有涉及，逆变器作为是光伏并网发电系统及电网接口的主要设备，在控制技术方面也愈来愈重要。当前对其理论的研究为实践操作发展能够提供理论支持，由于本文的篇幅限制不能进一步深化探究，希望此次理论研究能起到抛砖引玉的作用。