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研究与开发

基于SVPWM的新型光伏并网逆变器的研究

张敏江博杨磊秦伟祥

（安徽理工大学电气与信息工程学院，安徽淮南232001）

摘要本文根据光伏并网系统的特点和光伏系统对并网逆变器的要求设计了一种新型的并网
逆变器。本逆变器不仅控制输出交流电流，而且增加了直流侧的稳定电压的控制，使逆变器的输
出功率因数为1。本文从理论上详细的分析了控制方案的可行性，并在理论分析的基础上给出了基
于SVPWM矢量控制的MATLAB仿真结果，验证了系统的稳定性和可靠性，并能显著的改善并网
逆变器的性能。
关键词：光伏并网系统；逆变器；稳定直流电压控制；SVPWM矢量控制

ExperimentofaNewPVGrid-connectedInverterBasedonSVPWM
ZhangMinJiangBoYangLeiQinWeixiang
(CollegeofElectricandInformationEngineering,AnhuiUniversityof
ScienceandTechnology,Huainan,Anhui232001)

AbstractThispaperdesignedanewtypeofGrid-connectedinverterbasedonthephotovoltaic
characteristicsofgridsystemsandtherequirementsofGrid-connectedinverter.Theinvertercannot
onlycontroltheoutputACcurrent,butalsoincreasedthestabilityofDCsidevoltagecontroltoensure
thattheinverteroutputpowerfactoris1.Thispaperdetailedthefeasibilityofthedesignintheory,and
gavevectorcontrolsimulationresultsbasedonSVPWMtheoretically,confirmingthestabilityand
reliabilityofthesystem,andcansignificantlyimprovetheperformanceofgrid-connectedinverter.
Keywords：PVGrid-connectedsystem；inverter；stableDCvoltagecontrol；SVPWMvectorcontrol

1引言
随着经济的发展和世界人口的持续增加，太阳
能的大规模应用已经成为世界各国共同研究的课

题，而光伏并网系统是光伏发电的发展趋势。作为图1光伏发电系统结构图
并网系统的核心部件，并网逆变器的开发已经成为图1中，CHO为带最大功率控制的DC/DC升
业界关注的焦点问题。目前，市场上主流的逆变器压开关电路，右侧交流输出部分为含LC滤波器的
基本上都是通过控制逆变器的输出电流，来实现并三相PWM逆变器（INV，以下简称逆变器）。逆变
网所要求的逆变器的输出电压与电网电压同频同
器的输出电流为i0，波形为不含直流成分的正弦波，
相。本文不仅仅单纯的控制逆变器的输出电流，而
且功率因数控制为1。本系统的滤波电容Ca上流过
且增加了直流侧稳定电压的控制，很好的实现了逆
的电流为ic，通过直流电压ed的控制，使i0变化，
变器的输出功率因数为1，达到逆变器的输出电压在满足上述指标下，得到一种线性化直流控制规律。
与电网电压同频同相的要求。
3光伏并网逆变器的设计
2光伏并网系统结构
3.1光伏系统对并网逆变器的要求：
光伏发电系统可以分为独立光伏系统和并网光（1）将光伏电池的直流电转换成适合电网的交
伏系统。并网发电系统的结构框图如图1所示。流电，功率因数近似为单位功率因数。

362010年第9期
研究与开发

（）实现系统的安全保护要求，如输出过载保控制的目标是使和*相等，亦即
2eaea
*
护、输出短路保护、输入接反保护、直流过保护、iTSiaa=()
交流过压保护和欠压保护、“孤岛”保护等，从而式中，（）（）。为的闭环
TS()=GiaiS/[LS+GS]T(S)ia
确保系统的可靠性。传递函数，再由公式（）可求出电流指令*，由
2ia
（）最大功率点的跟踪，最大限度的利用太阳的前馈控制，得到：**。
3iiica0=-iiia0c=+

能电池，以提高逆变器的效率。再看i0控制环节，i0的传递函数为
逆变器主电路的设计（）*（）
3.2iS00=+TSi()[()-1]TSic3
并网逆变器按控制方式可分为电压源电压控式中，**，且设*和同相，再把
iI00=sinωsti0Ua
制、电