三相光伏并网逆变器锁相环研究.docx

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一、引言
随着能源危机的不断加深，尤其是化石能源日益枯竭，光伏发电被人们认为是未来取代传统能源的可再生能源之一。其中，光伏并网逆变器是光伏发电系统中最重要的组成部分。光伏并网逆变器功能主要是将光伏电池板输出的直流电转换为符合电网要求的交流电，并将其注入电网中。在光伏并网逆变器中，锁相环作为一种重要的控制方法，其作用是保持逆变器输出电压、电流与电网的同步运行。本文主要讨论锁相环在三相光伏并网逆变器中的研究现状及其发展方向。
二、光伏并网逆变器锁相环研究现状

锁相环简称PLL，是一种控制系统，它主要是将输入信号与参考信号进行比较，从而保持在一定相位和频率范围内与参考信号的同步。锁相环分为模拟锁相环和数字锁相环两种，光伏逆变器中使用的是数字锁相环。

在光伏逆变器中，锁相环主要起到保持逆变器输出电压、电流与电网的同步运行，保证逆变器输出电流与电网电压相位差小于5度，频率误差小于1%的作用。

锁相环主要由相频解耦电路、比例积分控制器和数字控制器等几个部分组成。

锁相环的控制策略主要有传统PI控制策略和高级控制策略。传统PI控制策略实现简单，但是控制精度较低；高级控制策略控制精度较高，但是实现较为复杂。
三、三相光伏并网逆变器锁相环的发展方向

目前，三相光伏并网逆变器中使用的锁相环算法主要有传统PI控制、模糊控制和神经网络控制等。由于控制精度和反应速度的不同，不同算法在实际应用中存在着一定的局限性。因此，目前的发展方向之一是优化算法，为锁相环提供更准确、更迅速的控制。

完形控制作为一种新型的控制方法，可以不依赖锁相环完成控制。在完形控制中，通过计算逆变器输出电压、电流的波形包络线，从而调整逆变器控制器的参数，达到输出波形与电网波形保持同步的控制目的。因此，目前的发展方向之二是在减少空气开关损失的前提下，探索更加有效的控制方法。

模型预测控制是一种新的控制方法，该方法通过建立逆变器和电网的非线性动态模型，根据预测值和测量值进行反馈，控制逆变器输出电压、电流。目前该方法在光伏并网逆变器控制中的应用较少，但是该方法能够有效解决目前锁相环控制存在的问题，而且控制精度更高，因此被认为是未来发展方向之一。
四、结论
三相光伏并网逆变器锁相环作为保证光伏逆变器输出电压、电流与电网的同步运行的重要控制方法，在光伏发电系统中起着至关重要的作用。虽然目前锁相环的控制方法已经比较成熟，但是由于控制精度、反应速度等方面的问题，需要进一步深入研究算法优化、完形控制、模型预测控制等方面，从而为有效基于光伏能源的逆变器控制提供更为可靠、高效的方法。