具有无功补偿功能的单级式三相光伏并网系统.pdf

2006年1月电工技术学报VO1．21NO．1
第21卷第1期TRANSACT10NSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYJan．2006

具有无功补偿功能的单级式
三相光伏并网系统

吴理博赵争鸣刘建政王健袁立强
(清华大学电机S-程与应用电子技术系北京100084)

摘要随着光伏发电技术的推广应用，具有无功补偿功能的光伏并网系统对于减轻电网负
担、改善供电质量具有重要意义。本文提出了一种具有无功补偿功能的单级式三相光伏并网系统。
该系统实时检测太阳能电池输出电压和电流、电网电压和负载电流，在实现太阳能电池最大功率
点跟踪(MaximumPowerPointTracking，MPPT)f~同时，还能够实时补偿本地负载的无功电流。由
于采用了改进的干扰观测法，MPPT算法的稳定性得到了改善；在逆变控制中应用了单周期控制
(OneCycleControl，OCC)PWM算法，从而提高了控制精度，减小了输出电流的纹波含量。文
中给出了仿真和实验结果，验证了设计的合理性。
关键词：太阳能光伏并网无功补偿
中图分类号：TM615

ImplementationofaSingle-·StageThree--PhaseGrid--Connected
PhotovoltaicSystemWithReactivePowerCompensation
WuLiboZhaoZhengmingLiudianzhengWangJianYuanLiqiang
(TsinghuaUniversityBeijing100084China)
AbstractElectricityfromdecentralizedgrid—connectedphotovoltaic(PV)systemsisbecoming
importantconstitutionoftheelectricpowersystem．Grid—connectedPVsystemwithreactivepower

compensationcanreduceelectricnetworkloadandimprovepowersystemstability．Thispaper

proposesasinglestagethree—phasegrid—connectedPVsystemwithreactivepowercompensation，

whichcantrackmaximumpowerpointof-PVpanelsandcompensatereactivepoweroflocalload

simultaneouslybydetectingPVoutputvoltageandcurrent，gridvoltageandloadcurrent．Amodified
maximumpowerpointtracking(MPPT)strategyisalsopresentedinthispaper，whichcanimprovethe
stabilityofthesingle·-stagegrid--connectedPVsystemduringrapidlychangingprocessoflightintensity
One—cyclecontrol(occ)methodisemployedtoredoceharmonicsintheoutputcurrentoftheinverter．
Simulationandexperimentalresultswerecarriedouttoverifytheproposedmethod．

Keywords：Solarenergy，photovoltaic，grid—connected，reactivepowercompensation

为太阳能利用的主要方式之一¨】。
引言
光伏发电系统通过配合容量适合的逆变器连接
随着世界能源短缺和环境污染问题的日益严重，到公共电网上，就可以实现并网发电。具有并网功
能源和环境成为21世纪人类所面临的重大基本问题，能的光伏发电系统不需要储能环节，在白天日照充
清洁、可再生能源的发展和应用越来越受到世界各国足情况下，除了提供本地负载，多余电力可以提供
的广泛关注。近二、i十年来，太阳能光伏发电技术给公共电网；夜间或阴天情况，本地负载则直接从
得到了持续的发展，户用分布式光伏并网发电已经成电网获取所需电力。
在光伏发电系统中，主要的问题是如何提高太

收稿日期2005．03．11改稿日期2005．10-10阳能电池工作效率，以及提高整个系统工作的稳定

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性【2】。系统中的电力电子变换是解决该问题的关键，