并网光伏系统的性能提升：应对非线性负载挑战

《IEEE Transactions on Power Delivery》：Performance Enhancement of Grid-Connected Photovoltaic Systems: Addressing Nonlinear Load Challenges

弱电网中光伏系统因非线性负载导致性能下降，传统控制方法存在动态响应不足问题。本文提出基于双SOGI和LMS算法的集成控制策略，通过SOGI合成平衡正弦参考电流并消除电压谐波/不平衡/直流偏移，利用LMS提取负载主动分量配合PI控制器实现辅助功率支撑，有效提升系统动态响应能力，实验验证了该方法优于传统SOGI方案。

　　

摘要：

基于光伏（PV）的消费者端发电技术支持可持续发展，通常与电网相连以减少对大型储能系统的依赖。然而，现代电力电子设备所驱动的本地负载会显著降低系统性能，尤其是在电网条件较差的情况下。传统的控制方法在电网、光伏或负载侧出现故障时难以维持电网电流的质量，并且往往缺乏所需的动态响应能力。本文提出了一种快速且稳健的电网集成控制策略，该策略能够在负载侧和电网侧同时发生故障的情况下，将光伏阵列的电力注入电网并提升电网电流的质量。所提出的方法利用双二阶广义积分器（SOGI）在电网条件异常的情况下合成平衡、稳定且正弦波形的三相参考电流，同时能够自动抑制测量电压中的谐波、不平衡和直流偏移。这消除了对额外积分器或复杂反馈回路的需求，从而克服了传统基于SOGI方法的局限性。此外，还采用最小均方（LMS）算法提取负载电流的有功功率分量，通过PI控制器提供辅助有功功率支持，并增强了系统对负载变化的动态响应能力。该策略被应用于一个弱电网连接的光伏系统中，该系统为非线性电池充电负载供电，且无需专用谐波补偿硬件；其卓越的性能已通过实验室原型机的实验结果得到验证。