基于SPWM電流瞬時值的小功率光伏并網逆變器控制

摘要：為了加強對小功率光伏并網逆變器的控制，并降低控制誤差，基于SPWM電流瞬時值對小功率光伏并網逆變器控制方法進行設計。在SPWM電流瞬時值環境下設定單項拓撲控制目標，設計穩態矢量控制模型，采用PI反饋調節實現小功率光伏并網逆變器的控制。經過測試結果表明：本文所設計的SPWM電流并網控制測試組最終得出的畸變偏差相對較小，表明對并網逆變器的控制效果更佳，具有實際的應用意義。

關鍵詞：SPWM電流;電流瞬時值;功率調整;光伏設計;并網逆變器

中圖分類號：TM464 ?文獻標識碼：A

引言

并網逆變器作為一個并行處理的控制器，一般情況下，被廣泛應用在小功率的光伏處理執行之中，也是并網供電以及發電的核心要素之一[1]。近幾年來，隨著我國電力系統以及電網的逐漸擴大與完善，日常的小功率光伏并網相對過于單一，在供電運行結構之上，無法達到預期的目標，這在一定程度上也會對電力控制效果產生影響[2]。面對這種情況，需要加強創新光伏并網逆變器的控制技術，依據實際的電力運行情況，及時地處理、完善與優化，以此來進一步提升整體的控制效果[3]。

SPWM環境之下的電流瞬時值的變化與并網的逆變器控制也存在教大的聯系，這主要是因為電流瞬時值與并網逆變器的正弦波電流成正比關系，在低電網電壓頻率中，無法將電網諧波控制在合理的范圍之內，還會降低小功率光伏并網供電的應用質量以及效率，造成如今電力應用效果差的現狀[4]。因此，對基于SPWM電流瞬時值的小功率光伏并網逆變器進行控制，在較為真實的環境之下，結合對SPWM電流瞬時值的控制，創建初始的控制模型，為了避免電網諧波對逆變器造成電力的沖擊，設計更加靈活的控制模式，以此來提升小功率光伏并網逆變器的實際控制效果。

1小功率光伏并網逆變器控制方法設計

1.1SPWM電流瞬時值環境下單項拓撲控制目標設定

在初始的控制背景之下，先匯總整合SPWM電流瞬時值的變化情況，并依據實際的應用情況，加強對瞬時值的控制程度[5]。在逆變器前級DC-DC電路中，加裝一個微型的控制檢測器，形成循環的Boost電路。電路的循環機制可以將太陽能轉化為電路的執行電壓，調整小攻略光伏的并網逆變器的電壓為400V，采用全橋逆變拓撲的形式，實現對SPWM電流瞬時值的控制。當拓撲值處于單項時，電流的瞬時值增加，反之，當拓撲值處于雙項時，電流的瞬時值下降，一般情況下，為了避免逆變器控制誤差的出現，均會選用單向拓撲作為實際的控制核心[6]。為了設立單向拓撲控制目標，應計算出拓撲單元值，如下公式1所示：

公式2中：G表示拓撲單元值，φ表示逆變范圍，d表示側向距離。通過上述計算，最終可以得出實際的拓撲單元值。將其作為拓撲作用的核心數值，結合瞬時值的變化情況，完成單項拓撲控制目標的設定。

1.2穩態矢量控制模型設計

在完成對單項拓撲控制目標的設定之后，需要設計對應的穩態矢量控制模型。可以先在小功率光伏并網的基礎運行環境之下，進行穩態矢量標準的設定，具體如下表1所示：

根據表1中的數據信息，完成對穩態矢量標準的設定。再將SPWM電流瞬時值調整至最高，將并網與互聯網相關聯，在小功率光伏逆變器的控制過程中，根據單項拓撲的目標，設計多層級的控制結構，最終完成對穩態矢量控制模型的設計與調整。

1.3 PI反饋調節實現小功率光伏并網逆變器的控制

通常情況下，PI反饋值是有固定范圍的，對其進行調節也要在規定范圍之內。所以，可以擴大對應的調節范圍，采用單極性調制方式將逆變器的輸入傳遞函數做出更改，在SPWM的調制環節之中，對PI反饋的實際信號進行控制，在逆變器的側向輸出端口中依據周期獲取反饋數值，最終完成對PI反饋調節，進而實現小功率光伏并網逆變器的控制。

2測試分析

本次測試主要是對小功率光伏并網逆變器控制效果進行分析與驗證。測試共分為兩組，一組為傳統的反激式逆變器控制方法，將其設定為傳統反激式控制測試組;另一組為本文所設計的逆變器控制方法，將其設定為SPWM電流并網控制測試組。兩組方法在相同的環境下同時進行，對得出的結果進行對比分析。

2.1測試準備

在不同的SPWM電流瞬時值測試環境之下，搭建對應的控制結構。首先，需要對SPWM電流瞬時值進行調整與設定，實現逆變前后的比較。在比較的過程中，需要計算逆變器電流波形的總諧波畸變率，具體如下公式2所示：

公式2中：J表示總諧波畸變率， 表示逆變電流控制度， 表示瞬時系數。通過上述計算，最終可以得出實際的總諧波畸變率。根據逆變器的總諧波畸變率，確定相對的控制范圍，完成之后，核查測試作用的設備以及系統是否處于穩定的運行狀態，確保不存在影響最終測試結果的外部因素。準備完成之后，開始測試。

2.2測試過程及結果分析

在上述所搭建的測試環境，開始進行具體的測試。具體的測試過程如下圖1所示：

根據上述圖1設計的結構，最終可以得出相對應的測試結果，對其進行對比分析，具體如下表2所示：

根據表2中的數據信息，最終得出實際的測試結果：在不同的電流給定值情況之下，對比于傳統的反激式控制測試組，本文所設計的SPWM電流并網控制測試組最終得出的畸變偏差相對較小，表明對并網逆變器的控制效果更佳，具有實際的應用價值。

3結束語

綜上所述，便是對基于SPWM電流瞬時值的小功率光伏并網逆變器控制方法的設計與研究。其實，對比于傳統的控制方法，本文所設計的控制方法相對較為靈活、系統，在應對復雜電力情況時，可以擴大實際的控制范圍，利用T型濾波器進行并網逆變拓撲的控制結構，同時加強前饋SPWM電流瞬時值的調整控制，實現逆變器諧波的延伸，以此來實現高功率因數并網逆變器的實際控制效果。

參考文獻

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[3]寧澤宇，江加輝，陳道煉. 一種新穎的反激式并網逆變器[J]. 電子設計工程，2020，28（07）：10-14.

[4]陳蓓，鄭恩讓，郭娜. PCI控制的九開關逆變器及諧波補償控制研究[J]. 計算機測量與控制，2020，28（09）：116-121+126.

[5]周錦榮，駱婉紅，周慰君，等. 基于PR調節器的雙閉環控制單相逆變器[J]. 現代電子技術，2019，42（04）：125-128+133.

[6]何松原，沙國榮. 預測電流控制光伏并網逆變器的研究[J]. 電子技術應用，2019，45（09）：114-118+122.

作者簡介：姓名：周烜 ? 出生年份：2001 年 5 月 ?性別：男 ?民族：漢，籍貫：內蒙古自治區烏蘭察布市涼城縣 學歷：大學本科 ?職稱：無，主要研究方向：電力電子技術。