大型光伏电站逆变器并网控制策略及稳定性解析

摘要：大型光伏电站逆变器并网控制成为利用可再生能源的重要的核心技术，为我国电网运行以及发展起到了重要的作用和意义。文章从大型光伏电站逆变器并网的结构、原理等方面入手，对大型光伏电站逆变器并网的控制策略以及稳定性能进行了分析，并且针对其策略提出了一些建议，希望对我国电网系统的发展起到一定帮助作用。

关键词：大型光伏电站；逆变器；并网控制策略；稳定性；电网运行 文献标识码：A

中图分类号：TM615 文章编号：1009-2374（2017）01-0143-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.01.069

在经济不断发展的今天，新的可再生能源逐渐成为我国发展的重点，尤其是太阳能，不仅仅具有丰富的资源，其分布相对较为广泛，被誉为“清洁型能源”。大型光伏电站逆变器并网对其能源进行了有效的利用和转化，称为直流电能输出。但是在大型光伏电站逆变器并网控制的过程中，经常会受到一些外界的影响，那么要想保证大型光伏电站逆变器并网的正常运行，提升电流输出的稳定性，就要对电流的运行方式进行全面的跟踪，避免受到外界因素的影响，满足我国电网系统运行的需要。其实大型光伏电站逆变器并网在不断发展的过程中，不管是对我国经济的发展，还是对我国电网系统的完善以及人们日常的用电需要，都是非常有利的。

1 大型光伏电站逆变器并网的运行原理

大型光伏电站逆变器并网主要是由DC-DC和DC-AC两级的变换器所构成的，例如图1所示。前级DC-DC变换器主要是提升该高光伏电池阵的功率转化效率，并且对最大的功率运行情况进行全面的跟踪。同时在跟踪的过程中，要不断提升电压的性能，要在最大程度上满足逆变并网中要求的直流母线电压。后级DC-AC环节的主要功能就是将直流电逆变成与电网电压同幅同频的交流电，并且并网电流与电网电压应当在相同的位置上，这样可以有效地提升电压运行的功率。

图1 大型光伏电站逆变器并网的运行原理示意图

其中，前级DC-DC的电路采用的Boost电路的拓扑结构，将大型光伏电站逆变器中输出的140V直流电压进行全面的升高，其直流电压大约为400V即可。后级DC-AC的逆变器主要是利用的全桥结构为主，将400V直流电进行有效的转变，大约在220V/50Hz左右即可，这样在一定程度上保证了大型光伏电站逆变器并网的正常运行，对我国电网系统的稳定、安全的运行也起到了非常重要的作用。

2 大型光伏电站逆变器并网控制稳定性的主要对策

2.1 大型光伏电站逆变器并网的主要方式方法

在大型光伏电站逆变器并网控制的过程中，包括有电压源电压控制、电压源电流控制、电流源电压控制、电流源电流控制等方面，并且在电流控制中，主要分为直接电流控制和间接电流控制，主要是对电压电流的运行形式，进行全面跟踪，从而达到并网运行的效果。大型光伏电站逆变器并网控制不仅仅因其方法和流程相对较为简便，其运行的性能也相对较为稳定，在我国电网系统发展的过程中得到了有效的应用。下面就对大型光伏电站逆变器并网控制的主要方式方法进行简要的

介绍：

2.1.1 直接电流控制。为了保证太阳能可以稳定运行，提升附近电压的功率，就要对电流的运行过程进行全面的控制。然而直接电流控制正是针对这一问题，对电流的运行方式进行了有效的控制。直接电流控制的过程中，若是直接作为电流侧给定输出电流的幅值时，就可以起到良好的控制作用，这样不仅有效地提升了大型光伏电站逆变器并网的运行形式，对其稳定和安全等性能都起到了有效的提升作用。

2.1.2 间接电流控制。在间接电流控制的过程中，主要是利用调节器输出来调节交流侧输出端的电压幅值和相位等形式，起到控制的作用。间接电流控制在应用的过程中，其操作性能相对较为简单，一般情况下是不要电流反馈控制。但是，在间接电流控制的过程中，应当对系统电流的反应速度给予足够的重视，并且对测电流中含有的电流进行全面的划分，对其参数的波动情况进行全面的分析和检查，这样才能对提升大型光伏电站逆变器并网的正常、稳定的运行，起到重要的作用和意义。

2.2 大型光伏电站逆变器并网控制的主要途径

在大型光伏电站逆变器并网控制的过程中，DC-DC、DC-AC变流器具有独立的结构以及变换的方式。因此在控制的过程中，应当将最大的功率进行全面的跟踪，并且在控制的过程中，应当从不同的运行环节进行控制。下面就对大型光伏电站逆变器并网控制途径进行了简要的分析和阐述：

2.2.1 最大功率跟踪控制。在最大功率跟踪和控制的过程中，Boost电路在电流连续状态运行中，应当满足以下的关系：

式中：Vpc为光伏阵列输出电压；Vdc为逆变器出入侧直流母线电压。

在大型光伏电站逆变器并网控制的过程中，通过利用逆变器输出电力的形式，也就是反馈电网功率，进行全面控制。同时在控制的过程中，应当在最大程度上满足直流母线电压Vdc的稳定性能，并且通过利用D的调节形式，对光伏方阵的电流电压，进行全面的调节，Vpc输出电压，提升附近电压的功率，從而有效地实现了最大功率跟踪的控制性能，并且也在最大程度上保证了大型光伏电站逆变器并网控制的运行性能。

2.2.2 并网逆变器控制。逆变器作为光伏网发电系统与电网接口的主要设备，其控制技术已经成为重点研究的对象。但是在大型光伏电站逆变器并网控制的过程中，大致可以分为以下形式：

第一，电流瞬时值控制。逆变器电流在控制的过程中，主要是利用电流滞环瞬时至控制计划以及固定开关频率控制的两种形式。图2是电流瞬时值控制方式，主要是以双闭结构的形式，其外环是直流电压反馈控制环的形式、内环是交流电流控制环。并且在大型光伏电站逆变器并网控制的过程中，主要是将电压调节器输出电流幅值，与网压单位相互连接，所得出相应的电压信号。同时在控制的过程中，当电流误差大于固定电环宽度的时候，滞环比较器开关便会发生相应的反应，利用逆变器的形式，对输出电流的大小进行全面的控制，使其电流重新回到滞环内。另外，在大型光伏电站逆变器并网控制的过程中，该电流反应的速度相对加快，电压的谐波相对不稳定，导致的后果是非常严重的。因此在大型光伏电站逆变器并网控制的过程中，应当针对其电流运行的环节进行全面的控制，通过利用相应的电流控制技术形式，加强大型光伏电站逆变器并网控制的稳定性，保证了系统的稳定性。

第二，在大型光伏电站逆变器并网控制的过程中，双闭环电路是作为常用的一种控制形式，电网侧交流电压和电流采样环闭的形式、电压同步环节、PWM调制环节和驱动单元等控制形式，通过利用电压交流逆的形式，从而在最大程度上保证了逆变电流运输的稳定，同时输出的功率作为重要的电流控制形式，这样可以在最大程度上保证了大型光伏电站逆变器并网控制的稳定性，保证了电网系统可以正常、稳定的运行，例如图3所示。

第三，無差拍控制形式。无差拍控制形式主要是利用系统状态方程的笼子的形式，以电流的零误差为标准，也是对电流运行状况的一种反馈。同时，大型光伏电站逆变器并网控制的过程中，无差拍控制形式主要是对状态方程和输出反馈的信息，电流运行的周期，进行全面的推算。但是在推算的过程中，应当对电流环的宽度进行全面的考虑和分析，以提升电流运行周期运算的准确性，从而有效地保证了大型光伏电站逆变器并网控制性能。另外，在无差拍控制的过程中，一旦系统中的电压发生偏离，大型光伏电站逆变器并网应当对其运行形式进行全面的跟踪，加强部分区域稳定运行的性能，避免系统发生不必要的振动。除此之外，近几年，在大型光伏电站逆变器并网不断发展的过程中，无差拍控制途径的优势逐渐显现，提升了大型光伏电站逆变器并网控制的稳定、可靠等性能，被我国电网企业广泛应用。

3 结语

通过以上的综合论述，大型光伏电站逆变器并网控制作为我国电网系统运行过程中非常重要的一项技术形式，对可再生能源进行了有效的利用和转化。因此，本文针对大型光伏电站逆变器并网运行的原理，进行了简要的分析和阐述，并且针对其原理对大型光伏电站逆变器并网控制的方式方法和途径提出了一些建议。通过有效的途径和方式方法，不仅有效地提升了大型光伏电站逆变器并网控制的稳定性，而且在最大程度上保证了我国电网系统运行的稳定、安全等性能。换而言之，大型光伏电站逆变器并网控制的不断发展和广泛利用，不管对我国经济的发展、我国电网系统的稳定运行，还是人们的日常用电，都起到了不可替代的作用。

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作者简介：于伟俊（1982-），男，新疆乌鲁木齐人，青岛特锐德电气股份有限公司工程师，硕士，研究方向：新能源电力建设。

（责任编辑：小 燕）