三相光伏并网逆变器电流控制器研究与设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第41卷第1期电力电子技术Vo1．41，No．12007年1月PowetElectronicsJanuary，2007三相光伏并网逆变器电流控制器研究与设计窦伟1,2，徐正国，彭燕昌，许洪华(1．中国科学院电工研究所，北京100080；2．中国科学院研究生院，北京100039)摘要：电网对馈入其中的电流谐波含量有严格的要求。带有隔离变压器的并网逆变器运行时，逆变器输出电流中常含有谐波成分．必须对电流波形质量进行控制。分析了变压器影响逆变器输出电流波形质量的主要原因，建立了含变压器的三

2、相并网逆变器输出电流数学模型。在此基础上提出了同步旋转坐标系下PI控制与重复控制相结合的三相光伏并网逆变器电流控制器设计方案并研制出一台实验样机。实验结果表明，采用该控制方案的逆变器输出电流谐波含量低，电流波形质量较好。关键词：逆变器；控制器；数学模型／并网逆变器；重复控制中图分类号：TM46，TK514文献标识码：A文章编号：1000—100X(2007)01-0085-02ResearchontheCurrentControllerofThreePhasePhot~IvoltaicGrid．．connectedInverter

3、D0UWei，XUZheng—guo，PENGYan—chang，XUHong—hua(1．1nstituteofElectricalEngineering，ChineseAcademicofScience，Beijing100080，China；2．GraduateSchoolofChineseAcademicofScience，Beij'ing100039，China)Abstract：Theharmoniccomponentofoutputcurrentofgrid—connectedinverter,whichwillfe

4、edintod，islimitedbysomecriterions．Thispaperanalyzessomefactorsthatwillaffectthequalityofinverter’Soutputcurentanddevelopsmathematicsmodelofoutputcurrent．Anovelcurrentcontrolscheme，whichisthecombinationofPIcontrollerandrepeti-tivecontroller，ispresented．Finally，alaborat

5、oryprototypehasbeendesignedtoverifythediscussionandanalysis．Theex—perimentalresultsshowthattheproposedschemecanworkwel1．Highlyaccuratesteadyoutputandlessharmonicdistur-banceisgained．Keywords：inverter；controllers：mathematicmodel／grid-connectedinverter；repetitivecontrol

6、1引言了验证。实验结果证明了该方案的有效性。建设大规模并网光伏电站是未来光伏发电技术2三相并网逆变器及其模型的重要发展方向。并网光伏电站通常需采用带输出图1示出带有变压器的三相并网逆变器拓扑。变压器的大功率逆变器作为电能变换装置．然而大容量并网逆变器输出电流的谐波将会对电网产生严重的影响，通常并网逆变器输出的电流总谐波畸变率(TotalHarmonicDistortion．简称THD)应小于5％带有输出隔离变压器的并网逆变器运行时．变压器受到制造及运行条件等因素的影响．其铁心非图1带有变压器三相并网逆变器电路拓扑结构图线性饱和常常

7、会对逆变器输出电流产生很强的周期图中，——逆变器交流侧输出电压和电流(=。，b，c)性谐波扰动，较大地影响逆变器输出电流波形质量。e广电网电压T_一隔离变压器本文建立了带有变压器的三相并网逆变器输出五．——输出滤波电感及变压器初级漏感和次级漏感电流数学模型，在此基础上提出了同步旋转坐标系尺，尺——滤波器串联等效电阻和电网等效电阻下PI控制与重复控制相结合的电流控制器设计方如果将隔离变压器看作一个谐波扰动电流源，案，并利用数字信号处理器作为主控制器搭建功率则逆变器馈入电网的电流采用空间矢量的形式可以为20kW的并网逆变器实验平台．对

8、控制方案进行表示为：i=i灿+-e-fiko,k=l，3，5，7，9⋯(1)式中f+，i一——正序分量和负序分量e—一旋转因子定稿日期：2006—06—26对式(1)进行坐标旋转变换，则电流在以旋转作者简介：窦伟(1977一)，男，河北承德人，博士