一种基于SHE-PWM控制法的单相光伏逆变器设计与研究

摘 要：设计了单相光伏发电并网逆变器的结构，并采用基于SHE-PWM控制法控制的单相全桥逆变方案，分析计算了SHE-PWM控制法的开关控制角度。通过在MATLAB/Simulink中的仿真可以看出，该逆变器和SHE-PWM控制法能够满足光伏发电单相并网的要求，可以在工程中应用。

关键词：光伏发电;单相并网;全桥逆变;SHE-PWM

0    引言

常见的光伏发电系统由光伏电池、逆变器、控制器、蓄电池、变压器等组成，是一个复杂系统。由于光伏电池输出的是直流电，要实现光伏发电并网，就需要使用逆变器输出交流电流以达到并网条件，即与外电网同频、同相、同电压幅值，并对逆变器进行一系列控制，使光伏发电能够向外电网输送电能。

本文设计了一种基于SHE-PWM（Selected Harmonic Elimination PWM）控制法控制的逆变方案，对光伏逆变器的并网输出有一定的优化作用。

1    光伏逆变器的结构设计

光伏发电并网装置的逆变器按并网结构形式可分为电流源电压控制型、电流源电流控制型、电压源电流控制型和电压源电压控制型4种。

本文选用电压源输入、电流源输出方式控制的全桥逆变电路，总体结构如图1所示。

以电压源为输入的逆变器，其输入侧为直流电压源，并联有大容量电容，相当于直流电压源。输入侧电源电压恒定不变，基本不会产生波动情况，直流回路阻抗较低。其输出电流波形和相位角则随所带负载阻抗变化而变化。当交流输出侧所带负载呈感性时，需向其提供无功功率，直流侧所并联大容量电容可起到缓冲无功的作用。……