之前我們已經(jīng)介紹過兩種光伏并網(wǎng)在交流電壓發(fā)生變化后的控制（光伏低電壓穿越控制仿真研究），在目前來看，大多數(shù)相關標準及文獻主要的關注點集中在高低穿期間并網(wǎng)換流器的控制，但前級由最大功率跟蹤切換到低穿間期的控制關注的相對較少，本文提出一種前級基于附加直流電壓偏差的控制方法，供大家一起探討學習。

建模思路

我們知道光伏逆變器在交流側電壓跌落時，由于逆變器控制電流的限幅作用，并網(wǎng)電流不會有大幅增加，導致交流側功率減小，但由于直流側光伏一直以最大功率輸出，進而導致交直流側功率不平衡，造成直流側電容電壓升高。如果可以將直流側電壓反饋到前級控制，在電壓升高時，反饋到前級boost電路的占空比，電壓boost電路的占空比也同時變化，直至到達boost的占空比限幅值；在直流電壓正常時，直流電壓與給定電壓偏差為0，此時附加占空比也接近0，對正常控制不產(chǎn)生影響。

為驗證提出控制方法的正確性，搭建如下matlab仿真模型，具體模型如下。并網(wǎng)逆變器在低穿時的控制策略仍然按照之前篇章提到的《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定 GB/T19964-2012》規(guī)定的方法進行進行公式計算。

仿真模型

其主要的參數(shù)包括：光照強度 =1000 ，溫度 =25 ，光伏模塊輸出功率P=100kw，直流側的母線電壓 =500V，直流側的穩(wěn)壓電容C=12mF，交流電網(wǎng)的線電壓U=260V，電網(wǎng)頻率f=50HZ，濾波電感L=0.5mH。

整體仿真模型

并網(wǎng)逆變器控制模型

前級boost電路控制部分如下圖所示，附加直流電壓偏差控制通過給定電壓與實際直流電壓作差，除以一個基準值后歸一化到0~1的范圍，將歸一化的值作為附加控制，加到最大功率跟蹤控制產(chǎn)生的占空比上，當之和超過允許的占空比時，則被限幅鉗位在占空比的最大或最小值，否則，根據(jù)功率平衡關系，會自動重新合成出一個合適的占空比，此時雖然直流電壓會升高，但由于占空比限幅作用，直流電壓不會一直上升，根據(jù)占空比限幅值，最終會穩(wěn)定在一個合適的值。

前級直流電壓偏差附加控制

仿真結果

分別進行電網(wǎng)電壓跌落到額定電壓的10%、20%和50%不同情況下的測試，每種工況電壓跌落時間均為1s，模型仿真結果如下

（1）電壓跌落至10%額定電網(wǎng)電壓

光伏出口電壓、電流、功率

光伏逆變器直流側電壓

光伏并網(wǎng)電壓、電流、功率

（2）電壓跌落至20%額定電網(wǎng)電壓

光伏出口電壓、電流、功率

光伏逆變器直流側電壓

光伏并網(wǎng)電壓、電流、功率

（3）電壓跌落至50%額定電網(wǎng)電壓

光伏出口電壓、電流、功率

光伏逆變器直流側電壓

光伏并網(wǎng)電壓、電流、功率

通過上述仿真結果可以看出，在電網(wǎng)電壓正常時，附加控制不會影響光伏電池以最大功率運行在額定狀態(tài)；在電壓跌落到10%和20%額定電壓時，由于逆變側控制計算出有功功率均為0，此時計算出的占空比到達占空比的限幅，達到最高的直流電壓，光伏電池工作在開路電壓狀態(tài)，光伏電流為0，輸出功率也為0；當電壓跌落到50%額定電壓時，逆變側控制計算出有功功率不為0，直流側根據(jù)功率匹配關系自動計算合成相應的占空比，得到合適的直流電壓，控制效果符合預期。

審核編輯：湯梓紅