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光伏并网微逆变器开环控制算法研究

作者：谭彦峰 方宇 张晓莉 陈彭浩 万阳慧 曹松银 来源：《丝路视野》2017年第06期

【摘要】针对应用在光伏发电并网微逆变器中的反激电路，论文研究了高效的开环控制算法。分析和推导了反激逆变器分别处于临界连续和断续工作模式时的开关管开通和关闭时间；在此基础上提出了一种准谐振时间补偿的开环控制算法，可提高反激变换电路的工作效率，并能有效的控制开关频率。论文中反激变换器采用峰值电流控制方法，令反激变换器的输出电流波形为正弦形状，从而建立数学模型，并揭示开环控制算法的理论依据。最后通过面向电力电子领域的仿真应用软件PSIM搭建电路模型进行仿真，证明所研究控制算法的可行性。在理论分析的基础上，以DSP28035为主控芯片，设计制作了一台500W的微逆变器实验样机，实验表明，采用带谐振时间补偿的开环控制算法具有高效率。 【关键词】反激变换器；开环控制；峰值电流法；准谐振

反激变换器具有升压功能、电气隔离、控制相对简单、安全可靠的优点，是目前常用的微逆器主电路，由于反激变换器在成本和结构上的突出优势，受到了微逆开发行业人士的青睐。目前光伏发电微逆变器正朝着高频化和模块化的方向发展。高频化和模块化可以有效减小逆变器的体积和重量，提高功率密度和性价比，符合当前光伏市场的发展要求。而准谐振技术在反激电路的应用，提高了适配器的效率。但由于准谐振反激变换器开关频率同输入、输出电压和负载大小等条件密切相关，在小功率时需要很高的开关频率，这就会限制主开关器件选型并影响系统EMI性能。为克服这些问题，文献采用临界模式和断续模式相结合控制，但该方法在断续模式下采用定频控制，没有实现软开关，系统小功率运行时效率不理想；文献中提出了一种引入谐振周期的减载降频控制策略，有效的降低了小功率时的开关频率并实现了软开关，但该方法并没有对引入的谐振时间进行补偿，这势必会影响小功率时系统的并网电流波形质量和转换效率。文献通过计算漏感损失能量进而补偿开通时间的方法，可有效的优化并网电流波形质量，但该方法中存在多个不完全可控量，无法保证各系统的一致性。基于上述分析，从满足微逆变器的实际需求和性能进一步提高的角度出发，多功能复合控制技术将是微逆变器的新挑战。为此本文提出一种带谐振时间补偿的开环控制算法，以提高微逆变器效率。 一、临界连续时开环控制算法

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