基于SPWM电流瞬时值的小功率光伏并网逆变器控制

摘要：为了加强对小功率光伏并网逆变器的控制，并降低控制误差，基于SPWM电流瞬时值对小功率光伏并网逆变器控制方法进行设计。在SPWM电流瞬时值环境下设定单项拓扑控制目标，设计稳态矢量控制模型，采用PI反馈调节实现小功率光伏并网逆变器的控制。经过测试结果表明：本文所设计的SPWM电流并网控制测试组最终得出的畸变偏差相对较小，表明对并网逆变器的控制效果更佳，具有实际的应用意义。

关键词：SPWM电流;电流瞬时值;功率调整;光伏设计;并网逆变器

中图分类号：TM464  文献标识码：A

引言

并网逆变器作为一个并行处理的控制器，一般情况下，被广泛应用在小功率的光伏处理执行之中，也是并网供电以及发电的核心要素之一[1]。近几年来，随着我国电力系统以及电网的逐渐扩大与完善，日常的小功率光伏并网相对过于单一，在供电运行结构之上，无法达到预期的目标，这在一定程度上也会对电力控制效果产生影响[2]。面对这种情况，需要加强创新光伏并网逆变器的控制技术，依据实际的电力运行情况，及时地处理、完善与优化，以此来进一步提升整体的控制效果[3]。

SPWM环境之下的电流瞬时值的变化与并网的逆变器控制也存在教大的联系，这主要是因为电流瞬时值与并网逆变器的正弦波电流成正比关系，在低电网电压频率中，无法将电网谐波控制在合理的范围之内，还会降低小功率光伏并网供电的应用质量以及效率，造成如今电力应用效果差的现状[4]。因此，对基于SPWM电流瞬时值的小功率光伏并网逆变器进行控制，在较为真实的环境之下，结合对SPWM电流瞬时值的控制，创建初始的控制模型，为了避免电网谐波对逆变器造成电力的冲击，设计更加灵活的控制模式，以此来提升小功率光伏并网逆变器的实际控制效果。

1小功率光伏并网逆变器控制方法设计

1.1SPWM电流瞬时值环境下单项拓扑控制目标设定

在初始的控制背景之下，先汇总整合SPWM电流瞬时值的变化情况，并依据实际的应用情况，加强对瞬时值的控制程度[5]。在逆变器前级DC-DC电路中，加装一个微型的控制检测器，形成循环的Boost电路。电路的循环机制可以将太阳能转化为电路的执行电压，调整小攻略光伏的并网逆变器的电压为400V，采用全桥逆变拓扑的形式，实现对SPWM电流瞬时值的控制。当拓扑值处于单项时，电流的瞬时值增加，反之，当拓扑值处于双项时，电流的瞬时值下降，一般情况下，为了避免逆变器控制误差的出现，均会选用单向拓扑作为实际的控制核心[6]。为了设立单向拓扑控制目标，应计算出拓扑单元值，如下公式1所示：

公式2中：G表示拓扑单元值，φ表示逆变范围，d表示侧向距离。通过上述计算，最终可以得出实际的拓扑单元值。将其作为拓扑作用的核心数值，结合瞬时值的变化情况，完成单项拓扑控制目标的设定。

1.2稳态矢量控制模型设计

在完成对单项拓扑控制目标的设定之后，需要设计对应的稳态矢量控制模型。可以先在小功率光伏并网的基础运行环境之下，进行稳态矢量标准的设定，具体如下表1所示：

根据表1中的数据信息，完成对稳态矢量标准的设定。再将SPWM电流瞬时值调整至最高，将并网与互联网相关联，在小功率光伏逆变器的控制过程中，根据单项拓扑的目标，设计多层级的控制结构，最终完成对稳态矢量控制模型的设计与调整。

1.3 PI反馈调节实现小功率光伏并网逆变器的控制

通常情况下，PI反馈值是有固定范围的，对其进行调节也要在规定范围之内。所以，可以扩大对应的调节范围，采用单极性调制方式将逆变器的输入传递函数做出更改，在SPWM的调制环节之中，对PI反馈的實际信号进行控制，在逆变器的侧向输出端口中依据周期获取反馈数值，最终完成对PI反馈调节，进而实现小功率光伏并网逆变器的控制。

2测试分析

本次测试主要是对小功率光伏并网逆变器控制效果进行分析与验证。测试共分为两组，一组为传统的反激式逆变器控制方法，将其设定为传统反激式控制测试组;另一组为本文所设计的逆变器控制方法，将其设定为SPWM电流并网控制测试组。两组方法在相同的环境下同时进行，对得出的结果进行对比分析。

2.1测试准备

在不同的SPWM电流瞬时值测试环境之下，搭建对应的控制结构。首先，需要对SPWM电流瞬时值进行调整与设定，实现逆变前后的比较。在比较的过程中，需要计算逆变器电流波形的总谐波畸变率，具体如下公式2所示：

公式2中：J表示总谐波畸变率， 表示逆变电流控制度， 表示瞬时系数。通过上述计算，最终可以得出实际的总谐波畸变率。根据逆变器的总谐波畸变率，确定相对的控制范围，完成之后，核查测试作用的设备以及系统是否处于稳定的运行状态，确保不存在影响最终测试结果的外部因素。准备完成之后，开始测试。

2.2测试过程及结果分析

在上述所搭建的测试环境，开始进行具体的测试。具体的测试过程如下图1所示：

根据上述图1设计的结构，最终可以得出相对应的测试结果，对其进行对比分析，具体如下表2所示：

根据表2中的数据信息，最终得出实际的测试结果：在不同的电流给定值情况之下，对比于传统的反激式控制测试组，本文所设计的SPWM电流并网控制测试组最终得出的畸变偏差相对较小，表明对并网逆变器的控制效果更佳，具有实际的应用价值。

3结束语

综上所述，便是对基于SPWM电流瞬时值的小功率光伏并网逆变器控制方法的设计与研究。其实，对比于传统的控制方法，本文所设计的控制方法相对较为灵活、系统，在应对复杂电力情况时，可以扩大实际的控制范围，利用T型滤波器进行并网逆变拓扑的控制结构，同时加强前馈SPWM电流瞬时值的调整控制，实现逆变器谐波的延伸，以此来实现高功率因数并网逆变器的实际控制效果。

参考文献

[1]谢积锦，刘斌，陆安山，等. 基于复合调制及自适应控制的H6逆变器[J]. 电气传动，2020，50（01）：46-52.

[2]王蕾. 小功率光伏并网逆变器控制策略的研究[J]. 电声技术，2019，43（12）：56-57+60.

[3]宁泽宇，江加辉，陈道炼. 一种新颖的反激式并网逆变器[J]. 电子设计工程，2020，28（07）：10-14.

[4]陈蓓，郑恩让，郭娜. PCI控制的九开关逆变器及谐波补偿控制研究[J]. 计算机测量与控制，2020，28（09）：116-121+126.

[5]周锦荣，骆婉红，周慰君，等. 基于PR调节器的双闭环控制单相逆变器[J]. 现代电子技术，2019，42（04）：125-128+133.

[6]何松原，沙国荣. 预测电流控制光伏并网逆变器的研究[J]. 电子技术应用，2019，45（09）：114-118+122.

作者简介：姓名：周烜   出生年份：2001 年 5 月  性别：男  民族：汉，籍贯：内蒙古自治区乌兰察布市凉城县 学历：大学本科  职称：无，主要研究方向：电力电子技术。