图4 基于Z源单周期控制框图

　　Fig.4 OCC based on Z-Source

　　4 MPPT控制

　　通过对光伏电池原理的分析，可知最大功率点跟踪是光伏系统中一个不可缺少的环节，它的目的是使太阳电池始终工作在最大功率点处，这对于提高系统的整体效率有着重要的作用。

　　本文采用一种改进的干扰观测法，它的核心是变步长，即在扰动过程中不断地改变扰动步长，开始时以一个固定的步长进行扰动，一直到检测到扰动方向错误时，改变扰动方向，同时减小扰动步长，直到再次检测到扰动方向错误时再改变扰动方向，同时再次减小扰动步长知道扰动步长接近零时就实现了最大功率跟踪。为了克服扰动观察法达到最大功率点附近后，其扰动并不停止，而会在最大功率点附近震荡，设置改变扰动时的功率为大于零的常数const。改进干扰观察法的流程图如图5所示。

　　图5改进的干扰观测法流程图

　　Fig.5 Flow chart of improved P&O MPPT algorithm

　　5仿真验证

为了验证光伏逆变系统控制策略的可行性，应用MATLAB SIMULINK建立了系统仿真模型。参数如下：太阳辐射为1000W/h,温度T=,电网相电压的幅值为220V频率为50Hz，采样电阻并网电感，开关频率f=10KHZ，单周期控制比例系数K=0.02。Z源参数：，。仿真结果如下：

　　图6不同日照强度下PV阵列的P-U特性

　　Fig.6 The waveform of PV P-U characteristic

　　图7光伏阵列的MPPT的功率

　　Fig.7 the power of PV array MPPT

　　图8光伏阵列的MPPT的电压

　　Fig.8 the voltage of PV array MPPT

　　图9 Z源电容电压

　　Fig.9 the capacitor voltage of Z-source

　　图10 A相并网电压及电流波形

　　Fig.10 The waveform of A-Phase voltage and current of GCI

　　图11输出电流及其频谱

　　Fig.11 A-phase output current and its spectrum

图6为不同日照强度下PV阵列的的P-U特性，图7为光伏阵列的MPPT模块跟踪到的最大功率，有图6图7可以看出最大功率跟踪模块输出功率和光伏阵列输出的最大功率基本相同，即MPPT跟踪效果良好。图8为光伏阵列MPPT的输出电压，图9为Z源的电容电压，有图8图9可以看出Z源具有良好的升压能力从而使系统减少了一个DC-DC升压环节。图10为A相电网电压与电网电流的波形，可以看出电网电流能够很好的跟踪电网电压，基本实现单位功率因数。图11为A相并网电流的频谱分析，总谐波畸变率THD=1.66%，高次谐波含量少控制效果良好。

　　6结论

　　Z源逆变器由于采用独特的X行网络，可以利用逆变桥的直通状态实现升压，从而使Z源逆变器省去了DC-DC变换环节。单周期控制为非线性控制，控制电路简单，控制性能优良。本文在深入分析Z源逆变器及单周期控制的基础上提出了单周期控制Z源光伏并网逆变器，该控制策略实现了MPPT控制和逆变器并网控制。

　　参考文献

　　[1]茆美琴,余世杰,苏建徽.带有MPPT功能的光伏阵列Matlab通用仿真模型[J].系统仿真学报,2005，5(17):1248-1251

　　[2]许颇.基于Z源型逆变器的光伏并网发电系统的研究[D].合肥:合肥工业大学电气与自动化学院,2006:127

　　[3]蒋立,张先飞,郑建勇.直接电流单周期控制Z源并网逆变策略研究[J].电源技术应用，2008，9(11):19-24

　　[4]Fang Zheng Peng, Senior Member, Z-Source Inverter, IEEE Transactions on INDUSTRY APPLICATIONSapplications, 2003,2(39):1181-1189.

　　[5]Keyue M.Semdley, Sloboan Cuk. One-cycle control of switching converters [J].IEEE Trans on Power Electronics, 1995,10(6) :625-633.

　　[6]Chongming Qiao and Keyue M. Smedley . Unified Constant-frequency Integration control of Three-phase Gridconnected Inverter for Alternative Energy Power Generation[J].IEEE Transactions on Power Electronics,2002,3(6):1-8.

 2/2   首页 上一页 1 2