2光伏并网系统的控制策略

结合单级光伏并网系统控制策略以及级联式逆变器控制策略两者的特点，为获得与电网侧同相位的并网电流，前级DC-DC电路对光伏电池电压升压并实现最大功率跟踪控制，后级DC-AC电路采用阶梯波控制和电流环控制的混合控制策略。在这种策略控制下的光伏并网系统，并网电流与电网电压相位保持一致，并能实现最大功率跟踪。限于篇幅，前级的最大功率跟踪控制本文将不作介绍，本文重点介绍级联式逆变器部分的控制策略。

2.1基于阶梯波控制的PWM载波调制控制

对于级联式逆变器部分的控制系统，文献提出一种高效PWM载波控制方式，此方式是基于阶梯波控制的前提下形成。PWM载波控制策略是：前3级采用阶梯波控制，第4个H桥引入PWM方式。具体操作为：前3个H桥输出的波形叠加后形成阶梯波，以电网侧理想正弦波减去叠加的阶梯波作为第4个H桥的调制波，调制波与传统三角载波进行比较，确定第4个H桥的PWM控制。这种PWM载波控制方式比4个H桥都使用阶梯波控制方式效果更好。图2所示系统中，前3个H桥采用的阶梯波控制是利用级联式多电平结构特点实现控制。图3以三级级联电路为例说明，在导通角分别为θ1，θ3，θ5时，控制3个H桥依次导通，输出电压逐级增加，且波形对称分布。导通角度的计算可以采用面积等效法进行计算获得，也就是以阶梯波与横轴的面积等于正弦波与横轴的面积为准则。如果计算得到的导通角为θ1，θ3，θ5，在正半周期内，在[θ1，π-θ1]，[θ3，π-θ3]，[θ5，π-θ5]区间3个H桥分别导通输出正向电压。负半周期导通方式与正半周期类似，输出负电压叠加，其余时间各H桥则输出零电压。