2019-2020年英文翻译

1、英文文献翻译光伏逆变器数字功率因数控制和无功功率调节摘要对光伏（py的连接到电网系统的整体效率取决于直流电（dc的太阳能模 块对交流电（交流）逆变器转换的效率。逆变器连接的要求包括：最大功率点， 高效率，控制权注入网格，高功率因数，低的并网电流的谐波失真。功率因数的 控制和连接的光伏系统并网无功功率调节的方法就是采用现场可编程门阵列（FPGA。根据电网的要求，注入的有功和无功影响都是可控的。在此提出了一 种新的单相逆变器数字控制策略。这种控制策略基于逆变器输出之间的电压与电 网电压相移及数字正弦脉宽调制（DSPVVM模式，在逆变器输出电流较宽范围内 来控制功率因数，因此无功功率的控制一定可以实

2、现。 这种被提出的控制策略的 优点是围绕简单的数字电路来实施的。在这项工作中，这一策略的仿真研究已 Matlab/Simulink 和PSIM软件实现了。在为了验证其性能，这种控在一个FPGA内实现。实验测试展示了这种控制的可行性能够来控制功率因数及并网电力。关键词：并网光伏发电系统单相逆变器功率因数控制数字控制FPGA1介绍随着对全球环境保护的日益关注，生产无污染的天然能源需求例如太阳作为 一种能源替代未来能源已引起极大的兴趣因为太阳能是一种清洁无污染和取之 不竭的。为了有效地利用太阳能，大量的关于并网的研究已经在光伏发电系统中 进行。在连接到光伏系统网格时，可以转换输出直流电（ DC到备用

3、电流（A。 太阳能电池组件的逆变器正受到越来越多兴趣以发电于实用。在DC- AC变换器正弦电流注入到电网，控制功率因数1-4。一些关键已被查明，其中可以进行 重大改进的设计和实施连接到网格中的逆变器，如：低总谐波真，消除了直流分量注入连接的网格，同时控制有功和无功功率和数字控制的执行情况。生成的脉冲宽度调制（PWM模式7，是在输入交流电源存在的能降低谐波低数量级元件。数字化的实现提供了改善他们的模拟效果。 他们不受噪音影响，而且不太易 受电压和温度变化。因此，对数字实施过程的兴趣已经执行。运用FPGA勺修改将提供的灵活性和简洁性在不改变硬件设计和快速电路原型的基础上10-12。连接到另一系统网

4、络非常重要的方面是选择适当的功率因数根据并网要求：有功功率和无功功率。最有效的系统那些，根据电网的要求8-10,允许并网的有功 和无功功率发生变化的。合适的控制此策略是不仅能够控制并网电流还有功率因 数（PF）。不同的功率因数，在一定范围内，有功功率可被动态改变和控制。控 制的基本思想是使用以前的模式计算和 DSPW删表应用到一个恒定的直流母线 电压。逆变器的相位转移作为控制参数，输出逆变器输出电压电流幅值和功率因 数可控制的，所以并网功率包括有功功率和无功功率。 这种控制已在实施数字化 的一个FPGA马到应用并在仿真和实验中得到验证。2逆变器拓扑在图1a中显示出了单相逆变器电源级连接到电网，

5、以解释电流控制的逆变器输出的关键。止匕外，有功和无功功率可以得到控制。在连接到电网中的逆变器的主要规格是该电流必须在一定范围内从一个有功率校正的光伏电源面板获得10。该分析是基于逆变器和网格的电感耦合。图1单相并网逆变器拓扑及相位图解释图中电路特1b中是代表的逆变器输出电压基本组成部分的相图，Vinv指逆变器输出电流，输出电流通过耦合电感 L,该基本组成部分的电感电压 VL, 其在电网电压根本组件 Vgrid 6。电网电压与逆变器输出电流之间的相位差由 角中表示，电网电压与逆变器输出电压的相位差由角仃表示。从相图1b中，逆变器并网的有功功率（P）和无功功率（Q）可分别通过标准式（1） （2）

6、（3）求 得。Vgridp)(1)Q = Vgrid （Vinv *cos（r） - Vgrid）（2）从式（1） （2）,有功功率（P）和无功功率（Q）的幅值可以得到，作为对输 出电流的基本组成部分，取决于以下参数IVinv的幅值2逆变器输出电压与电网电压的相移角 仃因此，功率流（发电和吸收）双方的有功和无功功率可以得到控制，选择一 个适当的逆变器输出电压幅值和逆变器输出电压和电网之间的相移（仃）。从相图，图1b中，人们可以在式（3）得到另一重要的关系关于逆变器并网的输出 电流及其相移。,. Vinv, sin。lout *cos =0 *l(3)苴中 Vl ,l ,Iout该逆变器/&出电

7、流Iout的大小，及相位* （式（3）,取决于逆变器输出电 压Vinv的大小和它的相位仃。为了能够注入电网，直流电源是一个必要条件，且幅值必须足够高，因 为电压，Vinv,必须有一个最高值，大于或等于电网最高电压。该 Vinv可以表 示为函数振幅调制指数Ma在PWM1式下使用。式（5）给出了逆变器输出电压与直流电源之间的关系。 TOC o 1-5 h z Vinv = Ma Vdc（5）从标准式（4）及（5）,可以得到逆变器输出电流，输出电流及相位中的表达，函数的振幅调制指数 Ma和相移仃（式（6）:Ma *Vdc_Iout *cos =sin 二0 ,l（6）（p该逆变器输出电流的大小，输出

8、电流及相位（式（6）,取决于逆变器输出电压的大小，Vinv,和它的相角。，及不同的振幅调制指数 Ma在任何情况下，假定目前的并网电流提出了一种低谐波含量（THDz0。功率因数PF是由从方程式（6）推导的cos中决定的。对于一个逆变器设计参数组合，（耦合电感L时，连续直流母线 Vdc,和振 幅调制马指数Ma中，输出电流仅依赖于 Vgrid和Vinv的相位差，因此并网电流lout可以表示为：（式（7）l0Ut=f（Q）为了确定这些参数（L, Vdc, Ma,它是必要的进行了系统的每一个变量的 影响分析并网的最大有功和无功功率。首先，图 2 ab分别显示了每个变量对并 网的有功功率和无功功率的影响和

9、对功率因数PF,而这是目前能表达振幅为Vinv不同的值的参数。并网电压 Vgrid=240V ,耦合电感L=20mh从图a可以得出结论，根据逆变器的输出电压能得到并网的有功功率和无功 功率。从图。2b中，可以得出结论，要得到电流非常小幅度，有必要维持逆变 器输出电压，Vinv ,非常接近电网电压，Vgrid .在图2b分析得出的结果中可以得出以下结论：对于较低的输出电流，如果功率因数是要维持等于单位1,逆变器电压大小必须进行更密切的电网电压，这是很有必要的。对于恒定直流母线电压，高功率因数可并有较宽的范围内保持输出电流电流 幅度与逆变器的电压大小 Vinv （少数占空比值）。其次，逆变器输出电

10、流的函数表示为逆变器输出电压和电网电压的相移，Iout = f（。） o图2c中显示了一个放大围绕团结功率因数的看法。在这种情况下，就可以恢复，只有2毫安价值很高的功率因数（PF0.99）可以得到和维持一个广泛电流 输出电流范围。对于一个幅值 Vinv （脉宽调制的例子模式）的注入电流进入到 电网可以控制从1.9A至15.1 ,变化仅仅是逆变器输出相电压（Vinv）。添加多 一个模式，输出电流范围延长 2倍至33倍。PfuiBB angles 曲Ph*, 墙U.L0L在图2d,可以看到功率因数，输出电流两项 Vinv值。由于功率因素是，在这种情况下，接近1,电流与并网的有功功率成比例。这个数字

11、表明，广泛的权 力可以覆盖只有两个不同的调制指数，功率因数接近单位1。例如，当直流母线电压为直流 375 V:逆变器输出电压341.108v,调制比0.910 和为Vinv369.958vma= 0.986。功率因数接近单位1可以注意到。这一结果证实，逆变器输出电流取决于 Vinv和Vgrid相位差，因此建议控 制是基于逆变器输出电流控制功能该阶段的逆变器输出电压相对的转移电网电 压。为了保证策略的有效性控制对逆变器输出电压相移为基础， 一方面，总 谐波失真谐波失真内容目前进入到电网注入必须报低超过 5%2,另一方面功 率因素是在一定范围内，这是很有必要的。相位转移的使用，很少DSPWM式的使

12、用提供一简单的数字控制，通过优化 数字系统的规模和快速反应系统。3系统控制和操作图3显示了并网光伏系统配置，其中包括太阳能电池阵列，直流 /直流转换 器和singlephase逆变直流/交流。控制结构的并网光伏系统是由两个结构的控 制：1 MPPT控制的写法，其主要属性提取最大功率的光伏发电2该逆变器控制，主要目标有：控制活动注入了网格；控制和调节无功功率；控制直流母线电压；确保局品质注入动力； 电网同步3.1最大功率跟踪控制直流/直流转换器是用来提高光伏阵列电压在适当水平的基础上，市电电压 大小，而在DC- DC转换器控制器的设计运作，最大功率点跟踪器（最大功率追 踪）的增加经济可行性的光伏

13、系统。一个种类繁多的MPP艮踪算法存在5,6:查表，扰动和观察（P&O公司），增量电导等对于最大功率跟踪控制器，扰动和-观察方法由于其采用结构简单的事实， 它需要较少的测量 参数。这一战略的 实施是在迅 速变化 的光伏电源 系统 gridconnected太阳辐射下运作，只用一个变量：光伏输出电流，IPV。恒压的方法是通过保持电压在光伏终端始终保持密切的MPP勺点。在图4,一对光伏电流和电压特性的例子太阳照射的单元，提出了不同的幅值。MPP勺观察点，就可以看到，电压值变化不大，即使太阳的强度辐照遭受巨 大变化。在这个结果的控制功率通量的光伏并网只有一个变量的控制测量，目前的光伏电池。随着拟议制

14、度控制器，目前的最佳工具可以通过命令实现所需的功DPV1 .能。3.2逆变器控制控制结构的单相逆变器的建议是如图所示3Hg. 3, C( r；HGl luJtr lei讨”占kjcveileI . .KUk-Jcd TO IM & a单相并网逆变器的控制结构光伏阵列电流电压特性图3中可见，光伏系统的直流母线电压保持不变， 这样的有效平衡在太阳能 和输入系统输出功率之间可实现。直流母线电压伏直流（实际），可反馈和比较该图代表对应于两个控制回路：允许内部控制注入到电网的电流输入和外部没有控制的直流母线电压，Vdc7。该提出的控制是一种相移功率控制方法（POPS,是不受控的输出电流变化的振幅调制指数

15、，但转移阶段逆变器输出电 压Vinv在指定的当前值。2 SOH事一 Current wl vozturderistKS o a IV fdl口守间 coHSrotMP尸 Lee&OO Wn/zcoMP PTLoo7 80nWMWOW 慨8 1WOO 瞪00，刘B T/.浴中wz 1 MUMpnr图8连接到网格中的光伏发电系统的仿真结果。a MPP电力的光伏电池。b直流母线电压，直流，电网电压基准 Vgrid ,逆变器输出电压，Vinv ,和逆变 器输出电流输出电流。c 逆变器输出电流输出电流的 仃=16。d 逆变器输出 电流输出电流的仃=2。6实验结果一个单相逆变器（图9）已建成原型验证了前面

16、描述的数字控制性能和测试。已开发的DSPWM FPGAF台（斯巴达-赛灵思3）快速原型和灵活性的FPG敞: 计提供，它可以就电网电压信号参考重新配置0和180之间的相角。图10A,显示的是电网电压参考，Vgrid参的逆变器/&出电压，Vin和逆变 器输出电流输出电流。滤波电感 L的耦合20 6.3 MH和频率调制指数mf=30。SJrMtplr w钾打门户口（罔.图9单相逆变器模型图10实验结果a电网电压基准Vgrid参，逆变器输出电压 Vinv ,逆变器 输出电流和输出电流。b 逆变器输出电流，输出电流与相电网电压模拟器。在这个图中，Vgrid和Vinv相移=90）之间可以待观察。止匕外，与

17、Vgrid 和输出电流，这表明相移功率因数的控制的可能性，因此，无功功率，可以受到 控制。在Fig.10b ,显示的是与输出相电流电压电网电压仿真器，在这种情况下，功率因数等于1,因此只有有功功率被注入到电网X PPMOS Mar r? 11iSdSTpli Ji 1 1 Til T J 1 T 1 T | f r rL - 1 Grid voltqe referent, VJJh. fijf LChi ZOOY 2O2 2 OA Q Dw M 4 Om 12SfS S 0|n*Ctts 5g wA 6事 Z 1 IVMil.Illrarilowairtfloutput cunreihl, 1ati07 Det 06 n