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中小型风力发电系统单相并网逆变器

作者：李鑫

来源：《理论与创新》2018年第16期

摘要：随着我国经济的不断发展，人们的生活质量在极大的程度上得到了提升。生活质量的提升使得人们对能源的需求越来越大，为了满足人们对能源的需求，中小型风力发电系统随之出现在了人们的生活当中。对于中小型风力发电系统而言，单相并网逆变器是中小型风力发电系统中必不可少的一部分。由于单相并网逆变器对中小型风力发电系统运行的好坏有着一定的影响，所以，本文针对中小型风力发电系统单相并网逆变器进行相关的阐述。 关键词：中小型；风力发电系统；单项并网逆变器

随着我国经济的不断发展，人们的生活质量随之得到了很大的提升。在现如今这个先进的时代中，人们对于用电的需求也变得越来越大。在时间的推移之下，能源问题也逐渐成为了关系人类生存发展的首要问题。为了满足人们对用电的需求，以及让人们的生活在今后得到更好的发展，中小型风力发电系统随之出现。而单相并网逆变器作为中小型风力发电系统中的核心部分，在近几年的发展中也得到了高度重视。本文通过对常见的风力发电并网逆变器拓扑结构进行比较分析，阐述中小型风力发电系统单相并网逆变器。 1 中小型风力发电系统并网逆变器的控制策略分析

对中小型风力发电系统而言，并网逆变器是其中发电并网系统的核心。随着我国科技的不断发展，以及电力电子技术的不断提升，目前我国已经拥有了许多针对单相并网逆变器的控制策略。其主要可表现在：电流三角波比控制、电流滞环控制、以及重复控制等。在这些所有的控制策略当中，运用最为广泛的莫过于三角波比较控制。对于中小型风力系统并网逆变器而言，由于风力发电并网逆变器的控制能让逆变器输出电流与电网电压同频，使之达到并网的目的，所以本文将通过以下几点对其进行相关的阐述。

第一，主电路拓扑。针对风力发电单相并网逆变器系统的主电路拓扑而言，风力发电机发出的三相交流电经不控整流电单元得到直流电送入直流母线，经过电容滤液之后，在通过单相全桥逆变环节来得到交流电，在经过电感滤波之后，最终就可通过隔变压器并入电网。 第二，系统模型以及控制策略。针对目前我国中小型风力发电系统在实际的运用中可以看出，双闭环控制在中小型分布式电源并网逆变器控制中已经的得到了广泛的运用。对于双闭环控制而言，双闭环不但包括了电压外环，而且包括了电流内环，由于电压外环对稳定直流母线的电压有着极大的作用，所以，电压外环的电压，需要根据前端电源工作的要点进行选择，在次过程当当中，需要注意的一点就是，必须满足并网的要求。因被控量基本上都是直流电，因此，在这种情况下采用三角波比较控制器就可在极大的程度上实现良好的跟踪性能。此外，利用三角波比较控制进行发电系统并网逆变器的控制，系统可实现无差的跟踪直流电压指令。电

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压外环经三角波比较控制器的输出作为电流内环幅值给定信号，该信号与电网电压同频、而将同相的同步信号相乘则可以得到电流内环给的定值。由于并网电流闭环控制系统的实际要求是回馈电流，并迅速跟跟踪参考电流的瞬间变化，所以在电流内环的设计上，相关人员需要对加以重视。电流内环的设计作为整个控制系统设计的关键部分，在其电流内环的控制策略上，相关人员除了需要参考电流与实际并网电流瞬时反馈差值之外，更是需要通过对三角载波的调整进行。

第三，仿真模型搭建。出于安全考虑，在进行仿真模型的搭建时，相关人员可采用400V的直流电压源模拟直流母线，而逆变器的功率可设计在10KW，并用交流电压源模拟电网电压，电压峰值在311V，所以并网流峰的值可为64A。当这些数据仿真模型材料都准备就绪之后就可进行搭建，在此次搭建的过程中，控制器是其中非常关键的一部分，其作用主要可体现：（1）意识提高逆变器的工作效率，以及增强电流的跟踪能力；（2）减小相位偏差，以及增强抗干扰能力。

2 中小型風力发电系统并网逆变器的系统软件设计

上述针对中小型风力发电系统并网逆变器的控制策略分析进行了相关的阐述，可见对中小型风力发电系统中的单相并网逆变器进行控制，不仅可提高中小型风力发电系统工作运行效率，而且可在增强在工作运行中的抗干扰能力。对于中小型中小型风力发电系统单相并网逆变器而言，相关人员除了需要采取相应的措施对其进行控制之外，更是需要加大对系统软件设计的研究。对于并网逆变器的软件设计，本文将通过以下两个方面对其进行相关的阐述。 第一，系统主程序流程。主程序作为一个简单的无限循环程序，在设计的时候，首先需要做的就是对系统进行初始化，其次开中断兵器动定时器，最后循环检测孤岛标志位是否为1。 第二，软件锁相环的设计，该方面的设计不仅能让定时器1周期中断完成的时间刚好等于一个电网电压周期，使给定电流的频率与电网相同，而且可在捕捉中断中将正弦指标清零，让给定电流的相位和电网电压相位相同。 3 结束语

总之，随着我国经济的不断发展，人们的生活质量以及生活品质都在很大的程度上得到了提升。生活质量的提升使得人们对用电的需求变得越来越大，而为了满足人们对用电的要求，中小型风力发电系统单相并网逆变器随之得到人们的高度重视。因对单相并网逆变器进行有效的控制，能在极大的程度上提升其运行效率，所以相关人员需要加大对其的研究。 参考文献：

[1]孟杰.永磁直驱单相风力发电系统中MPPT和并网逆变器的研究[D].扬州大学，2013. [2]王鹿军.分布式发电中三相三电平并网逆变器的若干关键技术研究[D].浙江大学，2013.

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[3]王瑞.中小型风力发电单相并网逆变控制系统的研究[D].哈尔滨理工大学，2011. [4]朱东锋.户用型风力发电系统的并网运行控制[D].华中科技大学，2011.