三相光伏并網逆變器直流注入抑制策略

3 仿真研究
為了驗證理論分析和控制方案的正確性，在Matlab／Simulink環境下進行時域仿真研究。系統參數設置：電網電壓380 V／50 Hz，直流母線電壓700 V，系統開關頻率16 kHz，濾波電感6 mH，并網電流幅值10 A，虛擬電容值500μF，在a相參考電流中加入1 A直流，仿真結果如圖5所示。

由圖5a可見，與理論分析一致，a相中直流注入引發b，c相并網電流中出現直流分量。由圖5b可見，將單相光伏系統虛擬電容概念直接引入后，直流注入現象依然存在。由圖5c可見，采用提出的基于虛擬電容的解耦控制方案后，初始時刻并網電流中存在一定的直流分量，經閉環調節40 ms后直流注入得到有效抑制。由圖5d可見，采用提出的α，β坐標系控制方案后，穩態時并網電流中不含直流分量，從而實現了有效的直流注入抑制。
對3種控制方案進行性能對比，方案2，3的直流抑制能力能力好，方案1的直流抑制能力差；方案1，2控制結構復雜，方案3控制結構簡單。結果表明，方案3不僅控制結構簡單易于實現，同時具有較好的直流注入抑制能力。

4 實驗結果
對方案3的有效性進行實驗驗證，系統主電路如圖1所示，其中直流側電壓250 V由直流穩壓電源提供，交流側通過3 kVA變壓器接至三相
電網，變壓器變比為380：120，濾波電感3 mH，開關頻率10 kHz，并網電流幅值5 A，虛擬電容值500μF，在a相參考電流中加入1 A直流分量，系統控制策略采用TMS320F2812型DSP實現，DSP工作頻率150 MHz。

圖6示出實驗結果，與理論分析一致，a相中1 A直流注入將導致b，c相并網電流中分別出現0．5 A的直流分量，如圖6a所示。采用所提出的控制方案3后的實驗結果如圖6b所示，可見，穩態時并網電流中基本不含直流分量，從而實現了直流注入的有效抑制。

5 結論
針對直流注入抑制問題，通過理論分析、仿真和實驗得出結論：①與單相光伏系統不同，三相光伏系統中任意一相直流注入將會引發其他相電流中出現直流分量；②將單相系統虛擬電容控制策略直接引入三相同步旋轉坐標系控制系統并不能有效抑制直流注入；③基于虛擬電容解耦的同步轉坐標系控制方案可以有效抑制直流注入，但控制結構較為復雜；④基于虛擬電容的α，β坐標系控制方案不僅可以實現直流注入的有效抑制，還具有原理簡單、易于實現等特點，具有一定工程應用價值。