出滤波器的设计带来困难。
图 2-7 滞环控制框图
3、重复控制
图 2-8 重复控制框图
逆变器的输出电流发生变形常常是因为逆变器的不受控制区域以及电网频率波动的存在。内模控制原理其中的重复控制原理能比较好的解决这个问题。在一个稳定的闭环控制系统中存在着外部输入信号模型，这就是内模控制。基于内模原理的重复控制器具有良好的鲁棒性与稳态性能，它已经被广泛应用于电力电子波形控制中；重复控制器对于周期性指令信号可以获得近乎无差的跟踪特性，而对于外部周期性扰动以及当控制对象与所建立模型失配，或参数因为环境等而发生变化等因素具有较好的抑制能力[42]。
重复控制器把给定信号i*和反馈信号ipv的误差作为控制指令，然后在下一个周期时把该误差信号与给定信号相加，以消除输出电流中的谐波分量。
重复控制器包括周期延迟环节Z?N、低通滤波器Q?Z?和补偿器S?Z?，N为一个基波周期内的采样次数。Z?N的作用是把当前周期的误差信号作为下一周期控制的输入信号，以消除每个周期中重复出现的扰动。Q?Z?为取值介于0和1之间的常数，实现上一周期衰减的周期扰动信号和本周期出现的扰动信号进行累
加。S?Z?是针对控制对象传递函数P?Z?设计的补偿器，目的是使控制对象具有零相移、单位增益的特性，改善系统的动态性能[43]。
对光伏并网发电系统而言，N取值为逆变器开关频率与基波频率的比值，即载波比。控制对象的传递函数为：G1?S??1控制对象在中低频段增益接LS?r近于0，为加快高频衰减，优化系统的动态响应特性，设计一个二阶低通滤波器
2?n，截止频率?n设计为幅值曲线拐角附近的频率，阻尼比? S?Z??22s?2??n??n设计为大于1的常数。为增强对周期性扰动信号的快速跟踪能力，消除由于加入低通滤波器带来的低频段的相位偏移，设计超前环节ZK，使系统在中低频段具有零相移的特性。
第三章 光伏并网发电系统仿真建模
Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。
本设计利用Simulink对光伏并网发电系统进行建模与仿真。光伏并网发电系统建模可分成若干个模块：光伏列阵模块、MPPT模块、PWM波形成模块、逆变器控制模块、逆变器跟踪电网控制模块。
下面对各个模块进行仿真研究。
3.1 光伏列阵模块仿真
根据第二章所介绍的光伏电池数学模型可以推导得出任意光照强度G和光照环境温度T条件下的硅太阳能电池非线性工程简化数学模型公式, 利用Matlab/Simulink建立的光伏电池仿真测试模型如图3-1。
图 3-1 光伏电池仿真模型
在建立的Simulink系统模型比较大或很复杂时，可将一些模块组合成子系统，这样可使：
? 模型得到简化，便于连线； ? 可提高效率，便于调试；
? 可生成层次化的模型图表，用户可采取自上而下或自下而上的设计方法。
将光伏电池子系统模型进行封装形成光伏电池模块。对建立的光伏电池进行测试仿真，给定光照强度G=1000，光照环境温度T=25，观察U-I曲线、U-P曲线，结果如图3-2、3-3所示。
图 3-2 光伏电池I-U曲线
图 3-3 光伏电池P-U曲线
观察图像可知，输出的I-U曲线和P-U曲线均达到要求。
由于单个光伏电池电压较小，达不到系统所需电压，故将几个光伏电池进行串联，形成光伏列阵，如图3-4：
图 3-4 光伏列阵模块模型
运行后的波形图如图3-5：
图 3-5 光伏阵列输出波形图
3.2 MPPT模块仿真
最大功率跟踪算法MPPT是应用在并网系统的Boost升压电路中，通过控制MOS管开断，从而实现功率跟踪。本文采用扰动观察法，根据第二章算法流程图，在Matlab/Simulink中搭建仿真模型，如图3-6。