【正文】 為首先測(cè)試光伏系統(tǒng)的穩(wěn)定性和并網(wǎng)可靠性，將光伏系統(tǒng)并入380V的無(wú)窮大電網(wǎng)系統(tǒng)，對(duì)其輸出進(jìn)行仿真研究，并在具體模塊中進(jìn)行具體調(diào)試，得出各項(xiàng)輸出參數(shù)的穩(wěn)定波形。圖35 空間矢量圖矢量圖中，表示逆變器的輸出電壓合成向量，為電網(wǎng)電壓向量，為逆變器的輸出電流向量，為電阻電壓降，為電感電壓，為功率因數(shù)角。電網(wǎng)側(cè)的三相電壓為、。影響系統(tǒng)并網(wǎng)電能質(zhì)量的重要因素包括并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制策略及參數(shù)設(shè)定，直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)能否安全、高效地運(yùn)行。擾動(dòng)觀察法是一種真正的最大功率點(diǎn)跟蹤，具有容易實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，被測(cè)參數(shù)少的優(yōu)點(diǎn)。以表21列舉的光伏模塊參數(shù)為仿真對(duì)象，依照上節(jié)推導(dǎo)出的公式在MATLAB/SIMULINK下建立仿真模型對(duì)光伏電池進(jìn)行IV特性分析。為了尋找光伏電池輸出電流的物理表達(dá)式，列出以下方程。 光伏系統(tǒng)介紹及陣列輸出特性分析光伏發(fā)電系統(tǒng)通常由光伏陣列、能量?jī)?yōu)化控制器、儲(chǔ)能組件及逆變器等部分組成。光伏發(fā)電系統(tǒng)一般分為獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)兩大類。IL=IphIDIsh (21)VD=VL+ILRS (22)ID=IO(eqV0/AKT1) (23)其中VD為等效二極管的端電壓Ish=VDRsh (24)I0代表光伏電池內(nèi)部等效二極管PN結(jié)反向飽和電流；q為電子電荷，q=1019C；K 為波爾茲曼常量，K=1023JK；A是常數(shù)因子(正偏電壓大時(shí)A值為1，正偏電壓小時(shí)A值為2)；T為絕對(duì)溫度。建立的模型圖如圖25所示：圖25 光伏陣列仿真模型 在光照強(qiáng)度為S=1000W/m2，溫度T=25℃的外部環(huán)境下，得到如下仿真結(jié)果。它的缺點(diǎn)包括：首先，穩(wěn)態(tài)時(shí)輸出功率總在最大功率點(diǎn)附近振蕩，輸出直流電壓始終存在微小的波動(dòng)，會(huì)給并網(wǎng)交流引入諧波；其次，步長(zhǎng)的大小將決定最大功率點(diǎn)的跟蹤速度，步長(zhǎng)較小時(shí)，光伏陣列很可能長(zhǎng)時(shí)間工作于低功率輸出區(qū)，當(dāng)步長(zhǎng)較大時(shí)最大功率點(diǎn)附近的波動(dòng)又會(huì)加大；此方法還存在誤判的可能性，當(dāng)光強(qiáng)持續(xù)下降時(shí)，最大功率相應(yīng)不斷下降，此時(shí)系統(tǒng)可能出現(xiàn)連續(xù)誤判，導(dǎo)致輸出電壓不斷減小，輸出功率持續(xù)下降。所以有必要對(duì)不同的逆變器結(jié)構(gòu)及控制策略進(jìn)行歸納和對(duì)比分析，選出較為合適的并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)及控制方式。根據(jù)基爾霍夫定律，可以得到靜止ABC坐標(biāo)下的逆變器數(shù)學(xué)模型： （38）式（38）為靜止ABC坐標(biāo)系下的方程模型，交流控制量為三相，通過(guò)調(diào)節(jié)產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)誤差，不能實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差跟蹤，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)存在難度。軸固定在電網(wǎng)電壓矢量的軸線上，則： （311） （312）將公式（311）代入到公式（312）后得到： （313）從式（313）可知，如果電網(wǎng)電壓保持恒定，則逆變器輸出有功功率和軸電流成正比例關(guān)系，無(wú)功功率和軸電流成正比，于是實(shí)現(xiàn)了對(duì)有功功率和無(wú)功功率的解耦控制。表41光伏發(fā)電系統(tǒng)仿真參數(shù)元件參數(shù)名稱取值占空比搜索步長(zhǎng)MPPT采樣頻率1000HzBoost電路電感直流母線電容10mF濾波電感15mH濾波電容60uF網(wǎng)側(cè)參數(shù)如下：光伏電池經(jīng)直流電壓穩(wěn)壓控制使其輸出電壓穩(wěn)定在300V左右，電網(wǎng)電壓有效值220V，頻率為50Hz，變壓器采用YY連接，變比為120/380V，并網(wǎng)相電流峰值為8A。經(jīng)過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證，電感值和電容值的增加都能大大降低并網(wǎng)電流的諧波含量，且在增加電感取值的同時(shí)必須相應(yīng)增加濾波電容，否則不僅達(dá)不到濾波效果，還會(huì)引起輸出電流嚴(yán)重的波形畸變?？臻g矢量圖如圖35所示。逆變器交流側(cè)輸出端三相電壓為、逆變器的輸出電流為，電流以流出方向?yàn)檎９夥孀兤魇枪夥l(fā)電系統(tǒng)中的重要組成部分，逆變器的性質(zhì)是光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出電能質(zhì)量的一個(gè)重要影響因素。其基本工作原理為：周期性的給光伏陣列的輸出電壓加擾動(dòng)，比較其輸出功率與前一周期的輸出功率的大小，如果功率增加則在下一個(gè)周期以相同方向加擾動(dòng)，否則改變擾動(dòng)的方向。=Um1c△T(1+b△S) (216)假設(shè)IV特性曲線基本形狀不變，系數(shù)a、b、c的典型值a=℃ ,b=,c=℃。當(dāng)光伏電池接入一定負(fù)載后，負(fù)載便有電流通過(guò)，其值為光伏電池輸出的負(fù)載電流Iph，當(dāng)