[发明专利]一种快速稳定实现最大功率跟踪的光伏三相并网控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种快速稳定实现光伏阵列最大功率跟踪的光伏三相并网控制方法，属于光伏发电系统控制技术应用领域。

背景技术

开发和利用丰富、广阔的太阳能，对环境不产生和少产生污染，既是近期急需的补充能源，也是未来能源结构的基础。因此研究如何实现最大功率点跟踪控制(MPPT)算法与光伏并网控制技术有机相结合，使光伏阵列在照度不同、温度变化的环境下，光伏并网发电系统既可以快速追踪到光伏阵列的最大功率工作点，并且系统运行稳定，同时使逆变器输出的并网电流能够满足国际标准IEEE要求，而且不会对电网电压造成谐波污染具有非常重要的意义。

光伏三相并网发电控制系统不需要储能环节，通过一个二电平三相桥式的功率变换器，通过控制方式使光伏阵列发出的直流电转换为交流电，通过功率变换器的三相输出端与市电相连，向电网直接输出电能，如同一个分布式发电站。传统的控制方式较复杂，通常需要双环控制电路，其中内环为电流环实现并网型光伏逆变器输出电流与市电电压同步输出，外环为电压环通过调节光伏阵列的输出电压跟踪参考电压实现光伏阵列并网，因为这两个控制环之间必然存在着相互影响，很难准确锁定光伏阵列的最大功率运行点，必然会因为功率的扰动从而造成许多功率的损失，另外传统的光伏并网控制技术都是在每一个PWM载波周期末尾进行中断采样，根据采样的数据进行一系列计算得到下一个载波周期的占空比，势必造成控制滞后时间为一个载波周期，这样将会给并网电流以及光伏并网保护方案造成一定的影响。

太阳能光伏阵列其电气输出特性具有很强的非线性特征，其输出电压电流受光照强度、环境温度和负载情况影响。图1清楚表明了一个300W_p光伏阵列随着光照强度变化而变化的一组输出电压与功率关系曲线，同时该图显示了最大功率追踪过程，而现有的常压法、一阶爬山法以及电导调制方法等最大功率点跟踪控制技术，都难以做到快速、平滑地跟踪光伏电池阵列最大功率工作点(MPP)，这些方法大都应用于独立的光伏发电系统，例如蓄电池充电控制系统，常压法虽然可以应用于光伏并网控制系统，能够满足光伏并网系统稳定性要求，但是很难实现在不同的光照强度下实施最大功率跟踪，从而会造成额外的功率损失。

当光伏阵列工作在最大功率点附近时具有如下关系式：

dPdV=BI-C---(1)]]>

其中B，C为：

B=(1+qAKTV),C=qAKT(Isc+Io)·V---(2)]]>

上式中I_o为流过光伏电池模型中的二极管反向饱和漏电流，I_sc为光伏电池模型负载两端电压为零时短路电流，q为电荷量1.6×10^-19C，K为玻尔兹曼常数1.38×10^-23J/K，T为光伏阵列的工作温度，单位为K，A为二极管的理想常数；

当dP/d V＝0时，说明光伏阵列工作在最大功率点。

发明内容