基于光伏发电的UPS双向逆变器控制策略的研究司莎莎，郑加，崔昊辰（安徽理工大学，安徽淮南232001）摘要：提出了一种带有光伏发电的UPS系统，阐述了该系统的结构图。在分析双向变换器的拓扑结构、工作原理的基础上，采用基于前馈解耦控制的双环控制策略，实现整流逆变不同模式的自动切换以达到能量双向流动的目的。该方法具有输入电流无静差跟踪，对电网谐波污染少、功率因数高等优点。关键词：带有光伏发电的UPS；双向逆变器；前馈解耦中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1001-1390（2014）00-0000-00ResearchontheControlStrategyofPhotovoltaicPowerGenerationbasedUPSPVUPSwithBi-directionalInverterControlStrategySISha-sha,ZHENGJia,CUIHao-chen（AnhuiUniversityofScience&Technology,Huainan232001,Anhui,China）Abstract:ThispaperpresentsaAUPSsystemwithPVphotovoltaicpowergenerationhasbeenproposedinthispaperandtoexplainthestructureofthesystemhasbeenstatedindetail.InOnthebasisofanalyzingthebidirectionalconvertertopology,andworkingprinciple,basedontheafeedforwarddecouplingbaseddoubleloopfeedforwardcontrolloopcontrolstrategyhasbeenadoptedtoachievetheautomaticswitchindifferentmodesofrectifierinverterautomaticallyswitchesassototoachieveaenergybi-directionflow.achievethepurposeofenergyflowinbothdirections.ThismethodhasThereisnotanynostaticerrortrackinginputcurrent,andtheharmonicpollutionislowaswellas,thepowerfactoradvantagesishigh..Keywords:withaphotovoltaicpowergenerationUPS,bi-directionalinverter,feedforwarddecoupling0引言在传统并网型光伏发电系统中，蓄电池与电网通过双向逆变器连接，光伏电池阵列通过整流器与电网连接。本文设计研究了一种带有光伏发电的UPS系统，这种系统用在线互动式UPS来连接电网与光伏发电系统，用双向变换器来实现能量的转换，这样比传统的并网型发电系统结构简单，节省成本[1-3]。本文从带有光伏发电的UPS结构出发，研究了变换器的拓扑结构、工作原理，根据前馈解耦控制原理，设计了电流内环和电压外环的控制策略，并通过仿真验证了控制策略的可行性。1系统结构带有光伏发电的UPS系统结构如图1所示，主要由光伏发电单元，DC/DC变换器，蓄电池，双向变换器等构成。图1带光伏发电的UPS系统结构框图Fig.1BlockdiagramofUPSsystemswithphotovoltaicpowergeneration根据光伏发电的特点，采用一种两电平双向变换器来实现交直流之间的能量转换。当电网正常工作时，普通市电电源首先经位于UPS内部的变换器整流成直流稳压电源，然后再利用电压空间矢量调制法（SVPWM）在逆变器内重新将直流电源变成纯正的高质量正弦波电源，给负载供电[4-5]。当电网出现故障时，由光伏电池阵列将化学能转换为电能，经过DC/DC变换器一边降压给蓄电池充电，一边再通过变换器逆变成交流电供给用户。在系统运行过程中，双向逆变器需要协调自身的电压和频率与电网电压、频率保持一致，同时还需控制蓄电池的充放电电压、电流的大小及方向。2两电平双向变换器的拓扑结构两电平双向变换器的拓扑结构图如图2所示。图2双向变换器的主电路图Fig.2MaincircuitofbBi-directionalconvertermaincircuit当时，PWM整流器可以实现双向变换的功能。ex表示各相网侧电压，ix表示各相网侧电流，ux表示PWM整流器的交流侧输出电压，x=a，b，c。L和R代表交流侧滤波电感。Udc表示中间直流电压，C为直流侧支撑电容，idc表示直流电流。其中定义开关函数为：根据基尔霍夫电压定律建立静止坐标系下三相电压回路方程为：（1）d-q坐标系下的电压方程：（2）3变换器的控制策略3.1前馈电流解耦控制在dq旋转坐标系中，由于有功电流与无功电流相互耦合，无法实现对有功和无功分量进行独立调节，控制性能差，需要采用电流解耦处理实现对系统的控制。在两相同步旋转坐标系中，定义电网电压矢量与d轴同相，要实现单位功率因数运行，则交流侧电流矢量需要跟踪电网电压矢量，因此交流侧电流矢量只含有d轴分量，其q轴分量为零。忽略交流侧回路电...