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基于准比例积分谐振控制的光伏并网逆变器研究
基于准比例积分谐振控制的光伏并网逆变器研究
摘要：随着可再生能源的快速发展，光伏发电系统的应用得到了广泛的关注。然而，在光伏并网逆变器中采用传统的控制策略，存在着输出电流波形畸变、输出电压波动大等问题。因此，本论文研究了一种基于准比例积分谐振控制的光伏并网逆变器，并进行了性能分析和仿真实验。结果表明，该控制策略能够有效改善逆变器的输出品质，提高系统的稳定性和可靠性。
1.引言
随着能源需求的不断增长和环境问题的日益严峻，可再生能源的开发和利用变得尤为重要。光伏发电作为一种重要的可再生能源技术之一，具有广阔的应用前景。光伏发电系统中的逆变器起到将直流电能转换为交流电能的重要作用。然而，传统的逆变器控制策略在解决电力质量问题方面存在一些局限性，如输出电流波形畸变、输出电压波动大等。
2.相关工作
近年来，针对光伏并网逆变器控制策略的研究日益深入。一些研究者提出了使用光伏阵列的最大功率点跟踪算法来提高系统的效率。此外，也有一些研究关注逆变器的输出质量问题，提出了各种控制策略进行优化。其中，准比例积分谐振控制方法得到了广泛的研究和应用。
3.准比例积分谐振控制原理
准比例积分谐振控制方法是一种通过调节逆变器的电流和电压实现自适应控制的技术。该方法通过对逆变器的拟阻抗进行建模，并利用频率特性相位补偿，实现对电流和电压的同时调节。其中，积分项用于消除频率特性不匹配引起的误差，谐振环用于提高系统的动态响应速度。
4.光伏并网逆变器的准比例积分谐振控制策略
基于准比例积分谐振控制的光伏并网逆变器的控制策略为两级控制结构。外环控制器负责控制直流侧电流，内环控制器负责控制交流侧电压。外环控制器使用准比例积分谐振控制方法进行电流调节，内环控制器使用同样的方法进行电压调节。
5.性能分析和仿真实验
在MATLAB/Simulink环境下进行了性能分析和仿真实验。通过改变光伏阵列的工作条件，验证了准比例积分谐振控制策略对系统稳定性和输出品质的影响。实验结果显示，该控制策略能够有效降低输出电流的谐波含量、减小输出电压的波动幅度，提高系统的稳定性和可靠性。
6.结论
本论文研究了一种基于准比例积分谐振控制的光伏并网逆变器，通过性能分析和仿真实验验证了该控制策略的有效性。结果表明，该控制策略能够显著改善逆变器的输出品质，提高系统的稳定性和可靠性。未来的工作可以进一步研究该控制策略在实际光伏并网系统中的应用，并考虑更多的实际因素进行优化。
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