基于复合控制的单相并网逆变器研究.pdf

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1、第45卷第2期电力电子技术Vo1．45，No．22011年2月PowerElectronicsFebruary2011基于复合控制的单相并网逆变器研究王淑惠，鞠文耀，贾中璐(中国电子科技集团公司第十四研究所，江苏南京210039)摘要：单相并网逆变器并网电流中含有大量谐波，传统的PI控制器难以满足波形跟踪需要，此处采用比例+重复的复合控制算法用于逆变器电流环控制器设计，通过串联校正调整控制对象幅频、相频特性，重复控制器可以提高系统稳态性能，通过比例控制器可以保障其动态响应速度，并给出了复合控制器详细设计方法。搭建了

2、一台单相并网逆变器实验平台，通过实验证明了方案和分析的正确性关键词：并网逆变器；电流环；重复控制器；谐波抑制中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2011)02-0008—02ResearchonSingle-phaseGrid·-connectedInverterBasedonHybridControlW_ANGShu—hui，JUWen．yao，JIAZhong—lu(14thInstituteofChinaElectronicsTechnologyGroupCorpor~ion，Na

3、njing210039，China)Abstract：Usuallygridcurrentcontainslargeamountsofharmoniccurents，butthetraditionalPIcontrolesxlnotreal-izeaccuratewaveformtracking．Tosolvethisproblem，ahybridcontrolmethodincludingproportionalcontrolandrepetitivecontrolisadoptedincurrentloopco

4、ntrollerdesign．Thecharacteristicsofbothamplitude~equencyandphasefrequencyofcontrolobjectareadjustedthroughseriesrectification，andsteadystateperformanceisimprovedanddynamicresponsespeedcouldbeguaranteedowingtorepetitivecontrolerandproportionalcontroller，respect

5、ive．1y．Alsotheprocessofthishybridcontrollerisillustratedindetail．BoththesimulationandexperimentalresultsshowtIlatthiscontrolstrategyiscorrectandeffective．Keywords：grid—connectedinverter；curentloop；repetitivecontroller；harmonicsuppression1引言2单相并网逆变器数学模型并网逆变器是发电

6、系统与电网之间的接口设图1示出单相全桥式PWM并网逆变器。备。广泛应用于光伏发电、风力发电、燃料电池发电等场合。然而目前IEEEstd929—2000以及国家标准GB19939．2005都对并网逆变器注入电网电流进行了严格限制。要求馈入电网电流中总的谐波含量THD<5％，各次谐波均在一定范围内，并且达到相应的功率因数．因此并网逆变器的波形控制技术已成为研究热点[i-2】。‰为电网电压；i为并网电流；为开关纹波滤波器；为逆变桥传统的PI控制器无法对正弦指令电流无静输出电压；R为考虑￡的寄生串联电阻、开关管导通压降、线

7、路差跟踪，而且其谐波抑制能力较差，因此在使用上电阻之和。受到一定限制。重复控制基于内模控制原理，可对图1单相并网逆变器的主电路图周期性信号进行无静差跟踪[3]。结合单相并网逆此处采用比例+重复电流环复合控制器来对变器的离散化数学模型，采用基于比例+重复的电单相并网逆变器的并网电流波形进行控制。图2流环复合控制算法。给出了复合控制器的详细设为其电流环复合控制框图。图中，M为系统中的扰计步骤，最后在一台单相并网逆变器上进行了实动量，包括死区引起的谐波等；i为指令并网参考验验证，实验结果证明了控制算法的有效性。电流；K为

8、比例控制器参数；N，Q()，s(z)，k，定稿日期：2010—09一O1为重复控制器参数；G()为离散化控制对象，则：作者简介：王淑惠(1982一)，女，湖北武汉人，硕士，研究方Gp(z)=[1一e]／[=一e圮1R(1)向为电力电子与电力传动。式中：为采样时间。8基于复合控制的单相并网逆变器研究即指令电流跟踪项和外部扰动项。由自动控制理论l5]，闭环控制传