基于雙側電壓反饋控制策略的并網光伏系統電壓穩定性研究

薛飛，李旭濤，李宏強，田蓓

(國網寧夏電力有限公司電力科學研究院，寧夏 銀川 750001)

0 引言

光伏系統將光能轉化為電能，光照量的隨機性導致其輸入功率也具有隨機性[1-2]，兩級光伏系統的前級變流器一般只具有最大功率跟蹤（maximum power point tracking，MPPT）功能[3-4]，無法對直流母線電壓進行穩定調控，這種情況下，如果電網發生電壓突變，將導致功率波動被傳遞到直流母線電容上，導致直流電壓突升[5]；加之，配電網故障也會傳遞到光伏系統，而直流電壓往往通過并網逆變器的電壓反饋進行控制，如果并網點電壓發生突變[6]，而電流內環無法快速對故障進行反應，將導致控制環路飽和，電壓環無法有效跟蹤參考值，進而致使直流電壓突升，直流電壓波動進一步惡化，最終導致光伏系統無法正常運行甚至脫網[7]。因此，有必要對現有控制策略進行改進，以提高光伏系統在多種擾動工況下直流電壓的穩定性。

國內外學者針對光伏系統電壓穩定性進行了大量研究。文獻[8-10]將電壓反饋引入逆變器控制中，實現了光伏直流系統電壓的穩定控制，但未涉及并網電壓突變時直流母線電壓隨之波動的研究；文獻[11]提出的靈活功率跟蹤算法（flexible power point tracking，FPPT）通過動態更改直流電壓參考值，提高了低電壓穿越（low-voltage ridethrough，LVRT）時直流電壓的穩定性，但需要引入直流電壓對電網電壓的跟蹤算法，算法的復雜度較高；文獻[12-13]通過反饋并網電壓到前級變流器對光伏板進行直接功率控制，并在前級電路中引入直流電壓的反饋環節，對直流電壓進行間接控制，該方法不僅能實現對中間直流電壓的穩定控制，還能省去直流電容的采樣電路，但其控制邏輯復雜、計算量大，對控制系統的硬件要求高；……