電動汽車充電站Z源光伏并網發電裝置
3 Saber仿真及結果分析
根據本裝置的光伏列陣輸出的直流電壓電流實際參數及電壓型Z源逆變器的拓撲結構搭建仿真電路模型,主電路中逆變橋采用全控型器件IGBT,Z源網絡中電容電感經計算采用參考值L1=L2=30 mH,電容C1=C2=25μF,輸出采用LC濾波,輸出濾波電容C3=C4=C5=2.5μF,濾波電感為L3=L4=L5=18 mH。運用Saber軟件對實驗電路仿真分析,主電路和控制電路采用模塊化形式,控制簡單,容易實現。
光伏并網發電裝置逆變器控制電路和實驗仿真電路采用簡單升壓控制,這種方法仍屬于PWM控制,將正弦波與三角波進行比較,不同之處是在傳統的PWM控制基礎上做了改進。控制中加入兩個直流電壓vp和vn,其值應該大于或等于三相正弦交流電壓的峰值,vp和vn作為參考電壓用來調節直通占空比,如圖5所示。
Z源逆變器保持6個有效狀態不變,和傳統的正弦PWM調制一樣。由式(1)可知,這種控制方式的最大直通占空比不會超過(1-M),因而在調制因數為1時,直通占空比為0,定義電壓增益G=MB。
圖6中波形從上往下依次為Z源網絡端口輸出電壓、逆變器交流側輸出相電流、逆變器交流側輸出相電壓和交流側輸出相電流諧波分析,仿真電路中直流輸入電壓為624 V,調制因子M取0.9,直通占空比取0.11,參考電壓vp=0.78 V,vn=-0.78 V,信號波頻率為50 Hz,通過仿真后的波形可以看出,當輸入直流電壓為624 V時,輸出交流相電壓峰值可以達到接近380 V,并且頻率可以實現為50 Hz,由仿真結果諧波分析,5次和7次諧波略為明顯,經計算,交流側輸出相電流的5次諧波電流含有率HR15=1.9%,7次諧波電流含有率HR17=1.5%,電流諧波總畸變率THDi=3.3%,諧波污染較小,輸出波形比較平滑,符合文獻中的并網要求。
4 結束語
文中電動汽車充電站光伏接入式發電裝置采用了Z源逆變器,較傳統逆變器有一定優點,經仿真后表明裝置合理、可行,系統在日間由光伏發電配合電網向站內負荷供電,夜間和日照不足時由電網單獨供電,可向電網貢獻更多清潔能源,具有較高的的節能環保意義。
評論