3 单相光伏发电系统模型建立与分析
目前,居民用户安装使用的光伏发电系统均为单相并网方式。单相两级光伏系统的第一级为Boost升压,第二级为逆变器,其控制器包括电路控制与逆变器控制。系统采用Boost电路通过调节占空比改变电池输出电压来实现MPPT控制,逆变器采用SPWM电流跟踪方式: SP-WM电流跟踪特性与比例一积分参数有关,该控制方式输出电流谐波含量小,可实现光伏系统并网后与电网电压同频同相。单相光伏并网系统仿真模型如图6所示。
当光照强度与电池温度同时变化时,单相光伏并网系统仿真结果如图7、图8所示。
由图7、图8可知,光伏系统电池温度在17. 8~23℃变化,光照强度在0. 2s时由500W/m2上升到1 200W/M2;单相光伏并网发电系统MPPT控制稳定,并网电流与电压保持同频同相,谐波电流含量THD= 1. 23%,符合GB/T 14549-1993《电能质量公用电网谐波》关于公共电网谐波电压(相电压)限值的规定。
4 结束语
单相并网光伏发电系统具有安装与使用方便的优点,居民用户可在满足自己用电的情况下将富余电量反馈电网,而在用电高峰期从电网吸收缺额电量,实现光伏与电网的互补。由于传统配电台区缺乏针对光伏并网系统的控制设备,因此潮流变化时功率因数降低、谐波含有率升高,对电网和用户造成不利影响。本文针对单相光伏并网系统对配电网产生的电能质量问题,在分析已有采集数据的基础上,在MATLAB环境下建立了光伏电池与单相光伏系统并网模型,通过采用MPPT与逆变器SPWM电流跟踪控制,实现了在光照强度与电池温度变化时并网电流电压稳定与同频同相,并网谐波电流达到国标要求,对传统配电网光伏接入与改造提供了理论依据,有利于今后逐步推广居民单相光伏并网系统。