之前我們已經介紹過兩種光伏并網在交流電壓發生變化后的控制（光伏低電壓穿越控制仿真研究），在目前來看，大多數相關標準及文獻主要的關注點集中在高低穿期間并網換流器的控制，但前級由最大功率跟蹤切換到低穿間期的控制關注的相對較少，本文提出一種前級基于附加直流電壓偏差的控制方法，供大家一起探討學習。

建模思路

我們知道光伏逆變器在交流側電壓跌落時，由于逆變器控制電流的限幅作用，并網電流不會有大幅增加，導致交流側功率減小，但由于直流側光伏一直以最大功率輸出，進而導致交直流側功率不平衡，造成直流側電容電壓升高。如果可以將直流側電壓反饋到前級控制，在電壓升高時，反饋到前級boost電路的占空比，電壓boost電路的占空比也同時變化，直至到達boost的占空比限幅值；在直流電壓正常時，直流電壓與給定電壓偏差為0，此時附加占空比也接近0，對正常控制不產生影響。

為驗證提出控制方法的正確性，搭建如下matlab仿真模型，具體模型如下。并網逆變器在低穿時的控制策略仍然按照之前篇章提到的《光伏發電站接入電力系統技術規定 GB/T19964-2012》規定的方法進行進行公式計算。

仿真模型

其主要的參數包括：光照強度 =1000 ，溫度 =25 ，光伏模塊輸出功率P=100kw，直流側的母線電壓 =500V，直流側的穩壓電容C=12mF，交流電網的線電壓U=260V，電網頻率f=50HZ，濾波電感L=0.5mH。

整體仿真模型

并網逆變器控制模型

前級boost電路控制部分如下圖所示，附加直流電壓偏差控制通過給定電壓與實際直流電壓作差，除以一個基準值后歸一化到0~1的范圍，將歸一化的值作為附加控制，加到最大功率跟蹤控制產生的占空比上，當之和超過允許的占空比時，則被限幅鉗位在占空比的最大或最小值，否則，根據功率平衡關系，會自動重新合成出一個合適的占空比，此時雖然直流電壓會升高，但由于占空比限幅作用，直流電壓不會一直上升，根據占空比限幅值，最終會穩定在一個合適的值。

前級直流電壓偏差附加控制

仿真結果

分別進行電網電壓跌落到額定電壓的10%、20%和50%不同情況下的測試，每種工況電壓跌落時間均為1s，模型仿真結果如下

（1）電壓跌落至10%額定電網電壓

光伏出口電壓、電流、功率

光伏逆變器直流側電壓

光伏并網電壓、電流、功率

（2）電壓跌落至20%額定電網電壓

光伏出口電壓、電流、功率

光伏逆變器直流側電壓

光伏并網電壓、電流、功率

（3）電壓跌落至50%額定電網電壓

光伏出口電壓、電流、功率

光伏逆變器直流側電壓

光伏并網電壓、電流、功率

通過上述仿真結果可以看出，在電網電壓正常時，附加控制不會影響光伏電池以最大功率運行在額定狀態；在電壓跌落到10%和20%額定電壓時，由于逆變側控制計算出有功功率均為0，此時計算出的占空比到達占空比的限幅，達到最高的直流電壓，光伏電池工作在開路電壓狀態，光伏電流為0，輸出功率也為0；當電壓跌落到50%額定電壓時，逆變側控制計算出有功功率不為0，直流側根據功率匹配關系自動計算合成相應的占空比，得到合適的直流電壓，控制效果符合預期。

審核編輯：湯梓紅