基于优化Z源逆变器的光伏并网发电系统的设计

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摘 要：光伏并网发电系统是解决能源问题的重要工具，以Z源逆变器作为核心进行开发，因系统电压过低、软启动问题影响使用，本文对此提出系统改进方案研究。该系统以DSP作为核心控制器，利用优化处理后的Z源逆变器操控并网发电。仿真测试结果表明，本系统能够大幅度降低电压，对阻挡软启动冲击帮助较大。

关键词：优化Z源逆变器;光伏并网;系统设计

能源作为人们赖以生存的重要资源，对我国经济发展影响较大。由于大部分能源为不可再生能源，严重制约了我国工业发展[1]。为了解决此问题，很多电网利用太阳能构建并网发电系统[2]。近年来，提出了Z源逆变器应用于并网发电系统的应用研究，开启了光伏发电的新篇章，但是仍然存在不足之处，本文将对此其进行优化，提出新的系统设计方案。

1 优化Z源逆变器

1.1 Z源逆变器

Z源逆变器引入了Z源网络，由两个电容和电感组成，采用交叉设计思想，组建电路[3]。与传统逆变器相比，该结构体系在线路短接优化方面突显优势，不仅解决了短路损害问题，而且还做到了单极化处理，降低了操控难度，有效控制了光伏发电成本。本文以电压型Z源逆变器为例，分析其内部结构，探究其工作原理。如图1所示为Z源逆变器等效电路。

对比图7（a）、图8中的波形，本系统启动电容电压受软启动影响较小，安全性能更高。

4 总结

本文围绕光伏并网发电系统电压过大、软启动问题展开研究，依据Z源逆变器工作原理，优化逆变器结构，作为系统开发主要工具。以DSP为核心控制器，通过搭建交流信号采集电路、Z源电容电压检测电路，合理设置相关参数，形成完整的并网发电系统。仿真测试结果表明，本系统可以有效降低电压，减少软启动影响。

参考文献：

[1]甘世红，褚建新，顾伟等.基于LCL滤波器的新型Z源光伏并网逆变器[J].太阳能学报，2017（06）：1577-1583.

[2]漆万碧，李媛，方番等.基于储能型准Z源逆变器的VSG并网控制策略的研究[J].电力系统保护与控制，2019，47（04）：130-139.

[3]薛阳，阚东跃.基于反馈线性化鲁棒控制μ方法的准开关升压型逆变器光伏并网策略[J].电力系统保护与控制，2017，45（01）：47-52.

[4]杨旭红，杨峰峰，郭凯等.基于SVPWM和模糊PI参数自整定的Z源逆变器并网研究[J].电机与控制应用，2017，44（07）：59-65.

[5]陈厚合，王杨，张儒峰等.考虑源荷协调的风电并网系统旋转备用容量优化[J].电力自动化设备，2017，37（08）：185-192.

[6]秦俊峰，白洪芬，謝吉刚等.基于Z源逆变器的船用轴带发电机系统仿真研究[J].舰船科学技术，2017，39（17）：101-104.

依托项目：大学生创新创业训练项目“基于pwm技术的并网光伏发电的实验教学系统”

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