楊 潔（西南交通大學(xué)希望學(xué)院，四川 金堂 610400 ）

淺談SVPWM在光伏逆變控制中的應(yīng)用

楊 潔
（西南交通大學(xué)希望學(xué)院，四川 金堂 610400 ）

在光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變控制中，較關(guān)鍵的問(wèn)題是如何調(diào)整SVPWM控制信號(hào)，使輸出交流電的波形與電網(wǎng)電壓同頻同相，以便并入電網(wǎng)。本文簡(jiǎn)單的介紹了SVPWM波在逆變控制中的應(yīng)用，為以后研究逆變控制的人員提供參考。

光伏發(fā)電系統(tǒng)；SVPWM；逆變控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.224

0　引言

光伏電池在太陽(yáng)光的照射下，發(fā)生光生伏打效應(yīng)，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能。光伏發(fā)電以其利用太陽(yáng)光產(chǎn)生電能，并且無(wú)污染，被稱為新能源而廣泛推廣。由于光伏發(fā)電發(fā)出的是直流電，但在生活中很多設(shè)備使用的是交流電，且電網(wǎng)傳輸?shù)囊彩墙涣麟姡孕鑼⒐夥姵禺a(chǎn)生的直流電變換交流電以備使用。如果需要將光伏電池產(chǎn)生的直流電變換為交流電后并入電網(wǎng)，就需要經(jīng)變換控制后輸出的交流電與并入的電網(wǎng)有相同的頻率和相位。

將光伏電池產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，需要逆變控制。傳統(tǒng)的逆變器控制采用的是PWM，SPWM控制等， 如果采用PWM控制，經(jīng)逆變器輸出交流電壓的波形有可能不是正弦波。為了使逆變器輸出的電壓波形盡可能接近正弦波，所以采用SPWM控制。但在逆變控制中采用SPWM控制，為了輸出的電壓成正弦波，而忽略了電流波形是正弦波［1］?？臻g矢量脈沖寬度調(diào)制（SVPWM）控制可以使交流電動(dòng)機(jī)的磁通盡量接近圓形， 從而使輸出的電壓電流較穩(wěn)定。在逆變控制中采用SVPWM控制，可以有效的提高電能的利用率和減少諧波［2-3］。

1　SVPWM的原理

空間矢量脈沖寬度調(diào)制（SVPWM）采用沖量相等的原理，在三相電壓型逆變器的控制中，采用180°的導(dǎo)通方式。由于三相逆變器控制是通過(guò)控制六個(gè)晶閘管的通與斷，來(lái)控制輸出的電壓波形。六個(gè)晶閘管V1—V6有8種工作方式，上橋臂導(dǎo)通設(shè)定為1，下橋臂導(dǎo)通設(shè)定為0。任何時(shí)刻都有三個(gè)晶閘管處于導(dǎo)通狀態(tài)，即001、010、011、100、101、110，將這六種工作方式定為基本矢量，還有兩種工作方式，即上橋臂全通和小橋臂全通，設(shè)定為零矢量即000和111。在任何時(shí)候，任何電壓矢量都可以由相鄰的基本矢量線性組合得到，如果基本矢量的作用時(shí)間不足，則用零矢量補(bǔ)充［4］。通過(guò)基本矢量和零矢量來(lái)控制每個(gè)電壓矢量的時(shí)間，使電壓空間矢量接近圓形軌跡，將理想的情況與實(shí)際情況對(duì)比產(chǎn)生相應(yīng)的PWM波來(lái)控制逆變器的開關(guān)管，從而控制輸出的電壓電流波形［5］。

圖1　雙閉環(huán)控制圖

2　電壓型SVPWM逆變器的雙閉環(huán)控制

在SVPWM逆變控制中，主要以電壓外環(huán)控制為主，電流內(nèi)環(huán)控制為輔的雙閉環(huán)控制［5］，控制圖如圖1所示。

在電壓外環(huán)的控制中，將光伏電池輸出的電壓Udc*與逆變器側(cè)檢測(cè)出來(lái)的直流電壓進(jìn)行比較，計(jì)算出差值，然后將差值送入PI調(diào)節(jié)器，輸出電流。將PI調(diào)節(jié)器輸出的電流id*與在逆變器側(cè)檢測(cè)的電流id作比較，得到差值，然后再通過(guò)PI調(diào)節(jié)器得到電壓Ud，即得到SVPWM控制中的一個(gè)電壓矢量值。

在電流內(nèi)環(huán)控制中，設(shè)定電流iq*的值為0，將其與在逆變器側(cè)采集的電流iq值進(jìn)行比較，得到差值，將這個(gè)差值送入 PI調(diào)節(jié)得到電壓Uq，即SVPWM控制中的另一個(gè)電壓矢量值。最后通過(guò)這兩個(gè)電壓矢量實(shí)現(xiàn)SVPWM控制，從而控制六個(gè)晶閘管的開通與關(guān)斷，并使電路輸出滿足要求的電壓波形。采用以電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)控制的雙閉環(huán)控制中，可實(shí)現(xiàn)有功率、無(wú)功功率的調(diào)節(jié)，

其中將q軸的iq*設(shè)定為0，可有效的提高有功功率，減少無(wú)功功率。

3　結(jié)論

由于光伏電池產(chǎn)生的是直流電，需要將直流電通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換為交流電，才能供交流設(shè)備使用或并入電網(wǎng)。在逆變控制中采用PWM控制法或SPWM控制法，其逆變輸出電能的利用率較低，且產(chǎn)生的諧波多。如果在逆變控制中采用SVPWM控制算法，可以有效的提高電能的利用率，并有效的減少諧波的含量。

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