三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要隨著社會(huì)的發(fā)展，人類對(duì)能源的消耗越來越大，而傳統(tǒng)化石能源不僅污染大，而且資源不可再生。作為新能源的太陽能具有可再生和綠色環(huán)保兩大優(yōu)點(diǎn)，太陽能發(fā)電受到了越來越多國(guó)家和地區(qū)的重視。我國(guó)近年來大力發(fā)展光伏發(fā)電，太陽能光伏發(fā)電迎來了新一輪的快速增長(zhǎng)。光伏并網(wǎng)發(fā)電具有很高的實(shí)用價(jià)值和理論意義，各國(guó)政府對(duì)光伏發(fā)電的重視度越來越高，光伏并網(wǎng)發(fā)電也成為了一個(gè)新型的熱門產(chǎn)業(yè)。本文從光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展歷程和現(xiàn)在狀況著手，介紹了三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的各個(gè)部分，并分別介紹了各個(gè)部分的作用和原理。三相并網(wǎng)逆變器的控制技術(shù)是本文的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容，它是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，在此之前，論文先從組成結(jié)構(gòu)、應(yīng)用原理、工作原理對(duì)三相并網(wǎng)逆變器進(jìn)行了研究。在經(jīng)過比較分析后，本文選擇電壓型逆變器作為三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的主電路結(jié)構(gòu)，采用SPWM調(diào)制方式對(duì)并網(wǎng)電流進(jìn)行控制，采用閉環(huán)控制的方法，將從電網(wǎng)上采集到的電流信號(hào)與逆變電路的輸出電流進(jìn)行比較，接著采用比例積分調(diào)節(jié)（PI控制），將采集到的信號(hào)進(jìn)行放大，并與三角波進(jìn)行比較，比較結(jié)果作為SPWM的調(diào)制信號(hào)。最后，基于Matlab/Simulink對(duì)三相光伏發(fā)電系統(tǒng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，得出了符合國(guó)家電網(wǎng)要求的并網(wǎng)電流。關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電，逆變，并網(wǎng)，SPWM

AbstractWiththedevelopmentofsociety,thetraditionalfossilenergyisnotonlypolluting,butalsononrenewableresources.

Asthenewenergyofsolarenergyhastwomajoradvantagesofrenewableandgreenenvironmentalprotection,solarpowerhasbeentheattentionofmoreandmorecountriesandregions.

Inrecentyears,thedevelopmentofphotovoltaicpowergeneration,solarphotovoltaicpowergenerationusheredinanewroundofrapidgrowth.Photovoltaicgridconnectedpowergenerationhasveryhighpracticalvalueandtheoreticalsignificance,governmentstheimportanceofthree-phasephotovoltaicgridconnectedsystemisgettingmoreandmore,photovoltaicgridconnectedpowergenerationhasbecomeanewhotindustry.Fromthedevelopmentofphotovoltaicpowergenerationsystemandpresentsituation,thepaperintroducesthevariouspartsofthethree-phasephotovoltaicgridconnectedpowergenerationsystem,andintroducesthefunctionandprincipleofeachpart..Theresearchonthecontroltechnologyofthreephasegridconnectedinverteristhekeycontentofthispaper,anditisthecoreofthewholesystem.Beforethis,thepaperstudiesthethree-phasegridconnectedinverter,andanalyzesthestructure,workingprincipleanditsmainapplicationtypes..Thevoltagetypeinverterasthemaincircuitofthethree-phasegridconnectedphotovoltaicinverterusingSPWMmodulationmethodtocontrolthegridcurrent,usingclosedloopcontrolmethod,itgatherfromthegridtocurrentsignalandthecircuitoftheinverteroutputcurrentiscompared,thentheproportionintegraladjustingcontrol(PI),thecollectedsignalamplification,andcomparedwiththetriangularwave,andcomparetheresultsasSPWMmodulationsignal.Finally,thesimulationofthethree-phasephotovoltaicpowergenerationsystembasedonlab/SimulinkMatiscarriedout,andthegridcurrentwhichmeetstherequirementsofthenationalgridisobtained..Keywords:

Photovoltaic,

Inverter,Gridconnected,SPWM

第一章緒論1.1課題背景

隨著科技的進(jìn)步和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，全球資源危機(jī)和空氣污染問題越來越突出，傳統(tǒng)的化石能源正在日益消盡，而化石燃料對(duì)環(huán)境造成的污染日益嚴(yán)重，諸如近些年來，我國(guó)日益嚴(yán)重的霧霾問題，就是因?yàn)榛剂系倪^度使用使得空氣中的PM2.5指數(shù)飆升。這些年來，各國(guó)都把能源中心放到了可再生能源，希望可再生能源能夠成為能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，其中光能以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)引起了各國(guó)政府的重視。地球上擁有豐富的太陽能資源，是取之不盡用之不竭的、廉價(jià)的、能夠自由使用的清潔能源。太陽輻射每秒鐘到達(dá)地球表面的能量高達(dá)100萬千瓦時(shí)，相當(dāng)于600萬噸煤炭資源的能量，如果人類能將這些能源合理的利用起來，那么世界將是一片新的格局。正是由于太陽能的這些獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，從上世紀(jì)70年代開始，太陽能的利用不斷增加、應(yīng)用范圍日益廣闊、市場(chǎng)規(guī)模也逐步擴(kuò)大。20世紀(jì)90年代后，光伏發(fā)電得到了快速的發(fā)展，世界光伏組件在1990年——2005年年平均增長(zhǎng)率約15%，到2006年，已經(jīng)有十幾座超大型光伏發(fā)電系統(tǒng)在世界各地建成。以科技發(fā)達(dá)著稱的美國(guó)是最開始提倡光伏發(fā)電的國(guó)家，1997年美國(guó)政府頒布新的法令，大力發(fā)展太陽能事業(yè)，提倡國(guó)民把自家屋頂裝上太陽能電池發(fā)電，政府以高價(jià)回收產(chǎn)生的電力。而鄰邦日本也很快發(fā)現(xiàn)太陽能的潛力，在二十世紀(jì)九十年代年提出了了新陽光計(jì)劃，大力發(fā)展光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用，到2003年世界上一般的光伏發(fā)電元件都是由日本廠商生產(chǎn)，世界前10大光伏科技公司有4家是日本企業(yè)。而德國(guó)新可再生能源法，加速了光伏發(fā)電行業(yè)在德國(guó)的發(fā)展，促進(jìn)了光伏發(fā)電市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)的急速發(fā)展，種種措施的實(shí)施使德國(guó)成為光伏發(fā)電技術(shù)先進(jìn)大國(guó)。諸多歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家緊隨德國(guó)的腳步，制定適合國(guó)情的光伏發(fā)電發(fā)展計(jì)劃，推廣太陽能清潔能源的使用，投入大量資金用于光伏發(fā)電的研究，加速光伏發(fā)電工業(yè)化進(jìn)程。1.2課題研究的目的和意義

我國(guó)地域面積廣闊，各種能源資源豐富。但是我國(guó)人口眾多，人均低于全球水平，而且化石能源屬于不可再生能源，一旦挖采過度，就可能面臨嚴(yán)重的能源危機(jī)?；Y源不僅不可持續(xù)，而且對(duì)環(huán)境會(huì)造成極大的污染，我國(guó)環(huán)境污染形勢(shì)極其惡劣，就在去年冬天，我國(guó)多地出現(xiàn)霧霾天氣，幾天甚至幾個(gè)月看不見藍(lán)天，有的地區(qū)終日不見天日。空氣污染還嚴(yán)重影響著國(guó)民的身體健康，據(jù)國(guó)家疾病中心統(tǒng)計(jì)，近些年來我國(guó)肺病患者正在急劇增加，呼吸道疾病及其衍生疾病正在吞噬著國(guó)民的健康。國(guó)家近些年來，大力發(fā)展科技，走可持續(xù)發(fā)展道路，鼓勵(lì)新型能源的利用。包括太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⑺?、海洋能等清潔能源，開發(fā)和使用可再生能源和無污染能源是國(guó)家的政策所向。而太陽能相對(duì)于其他清潔能源具有易開發(fā)、產(chǎn)量大、應(yīng)用范圍廣闊、相對(duì)安全、資源充足等巨大的優(yōu)勢(shì)，所以國(guó)家大力發(fā)展光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)行業(yè)快速發(fā)展。我國(guó)擁有大量的太陽能資源有待開發(fā)。我國(guó)擁有廣闊的土地，其中華東華北等諸多平原適合光伏電池的鋪設(shè)，有利于大面積鋪設(shè)光伏陣列，集中管理。擁有“世界屋脊”之稱的青藏高原海拔高，光照強(qiáng)烈，是光伏發(fā)電的優(yōu)質(zhì)地。新疆緯度高，離海面遠(yuǎn)，遠(yuǎn)離海洋，陰雨天很少，空氣污染少，每年有三分之二的時(shí)間是晴天，所以太陽能資源豐富。國(guó)家能源局在2013年發(fā)布了《分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目管理暫行辦法》，規(guī)范了光伏發(fā)電行業(yè)，鼓勵(lì)太陽能并網(wǎng)發(fā)電行業(yè)的迅速前進(jìn)。國(guó)家未來三年計(jì)劃將投資200億用來鼓勵(lì)光伏發(fā)電的發(fā)展，越來越多的個(gè)人和公司將會(huì)注入更多資金和活力到光伏發(fā)電這個(gè)行業(yè)，這樣光伏發(fā)電這個(gè)行業(yè)將會(huì)發(fā)展越來越快越來越好。1.3本文的主要內(nèi)容本文首先介紹了光伏發(fā)電的發(fā)展歷史和發(fā)展現(xiàn)狀，說明了光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)在世界能源結(jié)構(gòu)上的重要作用，然后詳細(xì)的介紹了光伏發(fā)電系統(tǒng)，并對(duì)三相光伏發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了論述。論文的主要研究是通過以下幾個(gè)方面來展開的。（1）詳細(xì)介紹了三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的組成部分，對(duì)各個(gè)部分的作用進(jìn)行了闡述，并對(duì)三相光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析。（2）介紹了逆變器的作用和主要分類，并對(duì)其工作原理進(jìn)行了詳細(xì)分析，采用電壓源型三相單級(jí)式全橋逆變器作為三相光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器，并解釋了它的工作原理。（3）介紹了PWM技術(shù)的原理和發(fā)展?fàn)顩r，詳細(xì)說明了SPWM技術(shù)原理，設(shè)計(jì)了采用SPWM技術(shù)逆變器的主電路，并對(duì)其進(jìn)行分析。（4）基于MATLAB/Simulink對(duì)三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，得出符合國(guó)家規(guī)定的并網(wǎng)電流。

第二章三相光伏發(fā)電系統(tǒng)概述2.1三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成太陽光太陽光交流電網(wǎng)光伏交流電網(wǎng)光伏陣列直流電流逆變裝置圖2.1三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)示意圖三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)由光伏陣列、三相并網(wǎng)逆變器、控制器、交流電網(wǎng)等部分組成。光伏陣列的作用是將太陽能轉(zhuǎn)變成電能，它利用的原理是光生伏特效應(yīng)原理，它是由多塊太陽能電池組成，通過并聯(lián)、串聯(lián)的方法連接在一起組成的。并網(wǎng)逆變器的主要功能是將直流電變?yōu)榻涣麟?，是整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件。逆變器主要由電力電子器件組成，通過正弦脈沖寬度調(diào)制（SPWM）控制技術(shù)將太陽能電池產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)變成與國(guó)家電網(wǎng)同頻同相的正弦交流電?？刂破饕话阌蓡纹瑱C(jī)或微型處理器等部件組成，是三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分，它主要是用來控制并網(wǎng)電流的波形和功率，使并網(wǎng)電流跟電網(wǎng)電流同步。逆變電路控制器先對(duì)電網(wǎng)電流與電壓進(jìn)行采樣，然后反饋給SPWM控制器，然后通過設(shè)定的控制方法來控制逆變器六個(gè)IGBT的開關(guān)，進(jìn)而控制逆變器的交流電的輸出。2.2光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)有諸多優(yōu)點(diǎn)：（1）與三相離網(wǎng)發(fā)電相比，不用考慮給負(fù)載供電的質(zhì)量和穩(wěn)定性等問題。（2）系統(tǒng)直接將電力輸入到電網(wǎng)上，省掉有蓄能作用的蓄電池，減少了因蓄電池的充放電而產(chǎn)生的能源消耗，而且降低了系統(tǒng)的成本，且能充分利用光伏陣列產(chǎn)生的電能。（3）光伏并網(wǎng)系統(tǒng)還可以對(duì)晚上公共電網(wǎng)的高峰點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)。目前三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)也存在幾個(gè)問題:（1）逆變器產(chǎn)生的諧波會(huì)污染電網(wǎng)，對(duì)電力電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性造成影響。（2）光伏陣列發(fā)電效率低,發(fā)電效果差，不能改變當(dāng)前主流電力結(jié)構(gòu)。（3）系統(tǒng)造價(jià)高，維護(hù)費(fèi)用高，輸出的電力昂貴。

第三章并網(wǎng)逆變器3.1并網(wǎng)逆變器的作用在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，系統(tǒng)的核心部分是保持逆變器輸出的并網(wǎng)電流與電網(wǎng)電壓一致，是與系統(tǒng)輸出的電力質(zhì)量和運(yùn)行效率直接相關(guān)的，并網(wǎng)逆變器是系統(tǒng)關(guān)鍵部分的重要技術(shù)。光伏并網(wǎng)逆變器的作用是控制逆變電路將直流電轉(zhuǎn)變成交流電，并使其輸出的交流電流與公共電網(wǎng)電壓保持同頻同相，并且質(zhì)量高，穩(wěn)定性好。3.2逆變器的分類與選擇（1）并網(wǎng)逆變器是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心部分，它連接著光伏電池和公共電網(wǎng)。其按控制方式可分為電壓型控制和電流型控制。公共電網(wǎng)可以看作是一個(gè)大型的交流電壓源，因?yàn)樗娜萘糠浅４螅饨拥碾娫锤淖儾涣怂碾妷?、相位、幅值等固有特性。如果采用電流源作為輸入，為了穩(wěn)定光伏電池產(chǎn)生的直流電流需要串聯(lián)一個(gè)大電感，這樣會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)差。所以一般采用電壓源作為輸入。采用電流控制的電壓源作為輸入，則只需要控制逆變器的輸出電流與公共電網(wǎng)的電壓同步，就能達(dá)到并網(wǎng)要求，且系統(tǒng)穩(wěn)定，方法簡(jiǎn)單。所以一般采用電壓源電流控制方法。（2）按逆變器主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來分類，三相電壓型逆變器可以分為:半橋式逆變器和全橋式逆變器。=1\*GB3①三相半橋式逆變電路圖3.1三相半橋式逆變電路該逆變器有以下幾個(gè)特點(diǎn):電路簡(jiǎn)單，使用器件少，系統(tǒng)簡(jiǎn)單。工作時(shí)必須注意兩側(cè)直流電壓均衡，不然的話容易引起電子部件發(fā)生故障。適用于幾十千瓦的小型電路。=2\*GB3②三相全橋式逆變電路三相全橋式逆變器具有輸出功率大、方便控制、功率開關(guān)電壓小等優(yōu)點(diǎn)，能有效的過濾高次諧波，不足之處是帶不平衡負(fù)載的能力較弱。圖3.2三相全橋式逆變電路三相并網(wǎng)發(fā)電逆變器的負(fù)載為電網(wǎng)，公共電網(wǎng)可以看作是一個(gè)理想的三相平衡負(fù)載，所以選用三相全橋式逆變電路更為合適。3.3并網(wǎng)逆變電路的基本工作原理此次仿真所采用的逆變電路類型為電壓源型三相單級(jí)式全橋逆變電路，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示：圖3.3三相逆變電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖3.3所示為電壓源型全控的三相單級(jí)式全橋逆變電路的主電路等效結(jié)構(gòu)，圖中DC代表太陽能電池板所發(fā)出的直流電，VD代表前向二極管，防止反向電壓對(duì)光伏電池的損害，S1-S6為IGBT管，L1，L2，L3為濾波電感。ae，be，ce為三相電網(wǎng)電動(dòng)勢(shì)，au，bu,cu為逆變器輸出電壓。從系統(tǒng)圖可以看出，三相電橋每一個(gè)橋臂有兩個(gè)開關(guān)管，一共有六個(gè)開關(guān)管。它是一個(gè)三相六橋臂的橋式逆變電路。各相開始導(dǎo)電的角度差為120o，同一相兩橋臂導(dǎo)電開關(guān)相反，即上下橋臂輪流通電。如此直流電經(jīng)過逆變電路就會(huì)變?yōu)槲覀冃枰娜嗾医涣麟姟?/p>

第四章SPWM技術(shù)4.1PWM技術(shù)的發(fā)展PWM（Pulse

Width

Modulation）控制就是通過對(duì)脈沖寬度的調(diào)制，改變脈沖周期和占空比，從而改變電壓。即通過對(duì)脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制，就可以獲得所需要的相同頻率、幅值的電壓。PWM控制技術(shù)利用的是面積等效原理，只要窄脈沖的面積相同，不管它形狀各異，如果輸出時(shí)具有慣性的環(huán)節(jié)，它所產(chǎn)生的電流電壓效果是一樣的。PWM技術(shù)被廣發(fā)的應(yīng)用到各種電子電力技術(shù)行業(yè)中，尤其是逆變電路中。由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，原理簡(jiǎn)單，性能優(yōu)良，技術(shù)成熟，現(xiàn)在已經(jīng)成為電子電力技術(shù)中不可或缺的重要組成。SPWM（SinusoidalPulse

Width

Modulation）正弦脈沖寬度調(diào)制法是目前技術(shù)完善，電力電子技術(shù)普遍使用的PWM技術(shù)之一。SPWM波形通過控制逆變電路中的IGBT等器件的開關(guān)，使輸出的脈沖電壓在相應(yīng)的區(qū)間內(nèi)與理想輸出正弦電壓的波形的面積相同，逆變器的輸出電壓的頻率和幅值跟隨調(diào)制波的頻率和幅值的改變而變化。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，適用范圍廣，原理簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)等諸多優(yōu)點(diǎn)使其得到廣泛利用。4.2SPWM控制技術(shù)原理如圖4.1所示，將圖（a）正弦波分成N個(gè)脈沖序列，各個(gè)脈沖序列的寬度相等，但幅值不等，各個(gè)脈沖的幅值組成正弦波。根據(jù)面積等效原理，在每個(gè)脈沖序列的中心位置，畫一個(gè)與正弦脈沖序列面積相等的矩形，其中矩形的中心位置與正弦脈沖序列的中心重合，得到圖（b）所示矩形脈沖序列，這樣正弦脈沖序列就可以被矩形脈沖序列所代替，而效果相同。這就是SPWM控制技術(shù)的原理。通過改變調(diào)制波的頻率和幅值就可以改變輸出電壓的波形（幅值和頻率）。圖4.1PWM技術(shù)原理圖SPWM包括單極性控制和雙極性控制兩種控制方式（1）單極性控制方法：如圖4.1所示，在正弦調(diào)制波的半個(gè)周期內(nèi)，三角載波只在正或負(fù)一種極性范圍內(nèi)變化，所得到的SPWM波也只處于正或負(fù)一個(gè)極性范圍內(nèi)。（2）雙極性控制方法：如圖4.2所示，在正弦調(diào)制波的半個(gè)周期內(nèi)，三角載波在正負(fù)極性之間連續(xù)變化，則SPWM波在正負(fù)兩個(gè)極性范圍變化。圖4.2雙極性控制SPWM

4.3SPWM逆變器主電路設(shè)計(jì)（1）單相橋式電壓型逆變電路單相橋式逆變電路雙極性PWM控制方式：如圖4.2所示，Ur為調(diào)制信號(hào)，Uc為載波信號(hào)，通過比較Ur和Uc的大小關(guān)系來控制開關(guān)器件的通斷，當(dāng)Ur>Uc時(shí)，S1和S4導(dǎo)通，S2和S3關(guān)斷，當(dāng)Uc>Ur時(shí)，S2和S3導(dǎo)通，S1和S4關(guān)斷。這樣就得到了正弦交流電。圖4.3單相橋式逆變電路（2）三相橋式電壓型逆變電路如圖4.4是三相橋式SPWM逆變器的主電路，圖中S1—S6是逆變器的六個(gè)IGBT器件，DC為直流電壓源，L為濾波器。與單相逆變電路相似，通過調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)的比較，形成SPWM脈沖序列波，來控制IGBT的開關(guān)，產(chǎn)生三相正弦交流電。圖4.4三相橋式逆變電路

第五章基于Simulink三相并網(wǎng)控制系統(tǒng)的仿真與分析5.1三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制系統(tǒng)分析圖5.1三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制系統(tǒng)上圖是三相并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的Simulink仿真圖。DC代表的是光伏發(fā)電中太陽能電池發(fā)出的直流電。由六個(gè)IGBT組成的逆變器負(fù)責(zé)將直流電轉(zhuǎn)化為交流電。利用PWM的控制方法來控制六個(gè)IGBT管的開關(guān)，使其將直流電變?yōu)槿嗾医涣麟?。接著由三個(gè)電感對(duì)輸出的三相正弦交流電進(jìn)行濾波，得到穩(wěn)定的三相正弦交流電，再輸入到電網(wǎng)上。圖5.2subsystem內(nèi)部PWM上圖是subsystem里的三個(gè)PWM結(jié)構(gòu)，用來控制逆變器輸出三相交流電。取PWM1作為例子說明原理?？刂葡到y(tǒng)從電網(wǎng)上取得一個(gè)實(shí)時(shí)電網(wǎng)電壓，通過反相放大器，只保留電網(wǎng)電壓的相位。再與給定的電流階躍信號(hào)相乘，與實(shí)際送往電網(wǎng)上的電流信號(hào)作對(duì)比，得出輸送電流與電網(wǎng)電流的誤差，再通過PI控制器處理后與三角波進(jìn)行比較，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，再通過PWM控制逆變器里IGBT的開關(guān)，得出與電網(wǎng)同頻同相的三相正弦交流電輸出。PI控制器是一種線性控制器，通過將輸出值與理想值作比較，將差值通過比例積分調(diào)節(jié)，來控制系統(tǒng)的輸出。這種控制方法提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能的優(yōu)點(diǎn)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，電流控制系統(tǒng)對(duì)參數(shù)變化不敏感和輸出電流諧波含量少的優(yōu)點(diǎn)。圖5.3SPWM閉環(huán)控制5.2系統(tǒng)仿真結(jié)果圖5.4單相并網(wǎng)電流與電網(wǎng)電壓比較由圖5.4可得，往電網(wǎng)輸入的電流與電網(wǎng)電壓同相同頻，電流穩(wěn)定，質(zhì)量高，符合國(guó)家并網(wǎng)要求。圖5.5三相并網(wǎng)電流與電網(wǎng)電壓比較由圖5.5可得出，逆變器的輸出電流在短暫的波動(dòng)后，立即與電網(wǎng)電壓保持同頻同相，可見控制系統(tǒng)響應(yīng)快，符合并網(wǎng)要求。注：系統(tǒng)參數(shù)參數(shù)數(shù)值參數(shù)數(shù)值DC800VL1、L2、L3（5e-3）HKP10U、V、W220KI1F50HZ5.3改變參數(shù)，觀察仿真結(jié)果變化（1）改變KP值，觀察仿真結(jié)果圖5.6改變KP值后單相并網(wǎng)電流的變化圖5.7改變KP值三相后并網(wǎng)電流的變化將KP值改為0.01，得出上圖波形。由上圖可得，KP值減小后，輸出的三相電流偏差變大，并聯(lián)電流質(zhì)量變差，不符合并網(wǎng)要求。（2）改變輸入的階躍函數(shù)，觀察仿真結(jié)果。輸入一個(gè)變化的階躍函數(shù)，在0.1S時(shí)，階躍信號(hào)電流由30A變化到80A。圖5.8階躍信號(hào)的值圖5.9改變階躍信號(hào)后三相并網(wǎng)電流的變化5.10改變階躍信號(hào)后單相并網(wǎng)電流的變化由上圖可見，在0.1秒時(shí)，系統(tǒng)電流由30A變化到80A，輸出電流也立刻改變，系統(tǒng)響應(yīng)迅速。（3）改變電感L，觀察仿真結(jié)果將電感L的值由5e-3改為5e-5，得出下圖仿真結(jié)果。5.11改變電感后并網(wǎng)電流的變化經(jīng)過多次試驗(yàn)比較，電感L的值越大，濾波結(jié)果越好。但增大電感L會(huì)增加系統(tǒng)功率的損耗，造成過多無用功，所以要取一個(gè)合適的值。

第六章總結(jié)與展望隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)能源的需求越來越大，而傳統(tǒng)化石能源的不可再生和污染大等缺點(diǎn)與可持續(xù)發(fā)展政策相距甚遠(yuǎn)。太陽能作為清潔能源，其儲(chǔ)量大、應(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn)完全符合社會(huì)的發(fā)展，國(guó)家也在鼓勵(lì)大力發(fā)展光伏發(fā)電。在此背景下，本文對(duì)三項(xiàng)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了探討。本文第一章介紹了光伏發(fā)電的背景和未來的發(fā)展趨勢(shì)。第二章介紹了光伏發(fā)電系統(tǒng)的原理和基礎(chǔ)知識(shí)。第三章介紹了逆變器的工作原理和逆變器的選擇。第四章介紹了SPWM控制技術(shù)的發(fā)展歷程和工作原理，詳細(xì)分析了各種控制方法的優(yōu)