基于SVPWM的光伏无功控制研究

2017第十二届中国电工装备创新与发展论坛

中国电工技术学会主办，2017年8月19-21日在北京铁道大厦举办，本届大会主题为“能源大变革时代——电工装备行业创新与发展之路”。浏览会议详情和在线报名参会请长按识别二维码。

文章正文开始

常州工学院电气与光电工程学院的研究人员蔡纪鹤、李蓓、张永春，在2016年第24期《电工技术学报》上撰文，针对光伏并网发电过程中无功功率的补偿问题，以光伏并网逆变器主电路结构为基础，提出了一种基于空间电压矢量脉冲调制法的能同时实现并网发电和无功补偿的控制方法。

分析了无功补偿控制原理与双向PWM逆变器的空间矢量算法，充分发挥空间电压矢量脉冲调制法电压利用率高、动态响应快的优点，使光伏并网发电系统既可与电网之间进行能量的双向流动，又能提供电网所需的无功功率，最后通过实验验证所述控制策略的有效性。

我国的能源结构以化石能源为主，化石能源的大规模开发和利用，引发温室气体、酸雨排放和臭氧层破坏等一系列环境问题。太阳能是当今世界公认的新型清洁能源，具有能量巨大[1,2]、分布广泛和清洁无害等诸多优点[3]。因此，太阳能利用越来越受到世界各国广泛重视，成为各国发展低碳电力行之有效的方式[4,5]。

光伏并网发电技术起源于20世纪80年代[6]，是太阳能市场化、广泛化运用的关键，尤其是当前，面对光伏行业产能过剩“低迷”状态，中央提出要延伸光伏产业链，更加注重并网发电技术研发，更加注重国内市场开拓。这些重大利好机遇必将带来更多光伏并网技术研发与运用的“政策红利”，促进我国的能源结构调整。

由于无功功率对电力系统的影响，光伏并网发电系统在提供清洁能源的同时，还必须装设专用的无功补偿设备，以补偿系统中的无功功率。由于光伏并网发电系统的逆变主电路通常采用电压型桥式结构，该结构与静止无功补偿器的电路结构基本相同[7,8]，因此，可以通过对并网逆变器的控制，实现光伏并网发电和无功补偿的一体化控制。从而提高光伏并网发电过程中电网的稳定性及供电质量。

图1  系统控制原理图

结论

本文提出一种光伏并网发电与无功功率补偿一体化控制策略。在光伏并网逆变器主电路结构的基础上，应用SVPWM算法，既实现光伏并网发电系统与电网之间能量的双向流动，又提供电网所需的无功功率。从而减少了无功功率对电网的冲击，进一步增强光伏并网发电系统供电的可靠性与稳定性。

最后通过实验验证，研究光伏并网发电系统在不同工作模式下的特性，结果证明该方法既可以实现并网发电又可以获得很好的无功补偿效果。