单周期、单极性控制技术在6kW光伏并网逆变器中的应用

"单周期、单极性控制方法在光伏并网逆变器中的应用 (2011年)" 本文详细探讨了单周期电流控制和单极性逆变控制技术在6kW单相光伏并网逆变器中的应用。光伏并网逆变器的核心任务是对光伏电池产生的能量进行高效转换，并确保对电网变化的快速稳定响应。单周期控制是一种非线性的大信号控制策略，由K.M.Smedley博士在20世纪90年代初提出，其主要特点是能够在一个开关周期内消除静态和动态误差，提供快速的动态响应，对电源侧的扰动具有较强的抑制能力。 光伏并网逆变器采用单极性逆变拓扑结构，这种结构可以防止电网电压反灌，从而在太阳能并网发电中展现出显著优势。逆变器的控制目标不仅是实现最大功率点跟踪（MPPT）和单位功率因数并网，还要通过波形控制技术确保输出电流波形的质量，减少谐波对电网的影响，确保安全发电。 在分析了单周期电流控制和单极性逆变控制的基本原理后，文章介绍了相应的控制算法和软硬件实现方案。这些方案被应用于一个6kW的单相并网逆变器中，实验结果证实了这种方法的优良动静态特性，完全满足光伏并网逆变器设计的需求。 实验样机的逆变单元采用了全桥电路设计，由TMS320F2812主控芯片提供四路驱动。Q2和Q4开关在每个50Hz周期内导通，产生正半波输出，而Q1和Q3则通过16kHz的高频调制生成负半波。这种设计有助于避免电网电流反灌，同时提高效率。 单周期控制和单极性逆变控制在光伏并网逆变器中的应用显著提升了系统的性能和稳定性，是现代太阳能发电系统中的关键技术之一。通过精确的控制算法和优化的硬件实现，该方法能够在确保高效转换的同时，有效抑制电网波动对逆变器的影响，为实现清洁、可靠的太阳能电力供应提供了坚实的基础。