一種單相兩級式光伏并網逆變器控制策略

將電壓外環PI改為按照式(4)取值的PR調節器，電壓和輸出電流波形如圖5c所示，可見，采用PR控制輸出并網電流波形沒有明顯畸變，THD=1．22％。PR控制功率變化時母線電壓和并網電流波形如圖5d所示，可見，電壓外環采用PR調節時，系統的動態調節更快。當功率變化時，雙PI控制大概在10個電網周期才能過渡到一個穩態；而電壓外環PR調節可使母線電壓和并網電流平滑過渡，只需2個周期即可進入下一個穩態。

由圖4搭建仿真模型，3 kW時母線電壓和并網電流波形如圖5e所示。可見，采用新控制方法可保證母線電容穩壓和很好的并網電流，THD只有0．8％。新控制方法下功率變化時母線電壓和并網電流波形如5f所示，對比可見，在前級功率變化時，新控制方法和雙PI控制系統動態性能更好。新控制方法中，系統功率變化時，電流和母線電壓過渡更加平穩，同時能保證高質量的輸出電流。

7 實驗驗證
H橋采用光伏專用模塊FZ06BLA045FH-P897E，二極管采用SiC肖特基二極管，其快恢復性能好，可顯著降低開關損耗和電磁干擾。控制采
用DSP2808芯片。采用圖4中的控制方法，非隔離并網，濾波電感3 mH，實驗波形如圖6所示。

可見，并網電流波形質量隨著功率增加越來越好，測量半載1．5 kW時并網電流THD≈1％。

8 結論
對單相兩級式光伏并網逆變器進行建模，通過理論分析和仿真可知，傳統的母線電壓外環、電流內環控制為兼顧并網電流質量和系統動態性能，必須在后級電流環中加入母線電壓紋波補償和電網電壓抑制補償環節。若在電壓環中采用比例諧振調節器控制，將諧振點設置在100 Hz左右，可以抑制母線紋波電壓對并網電流的影響，同時保證系統動態性能。
提出一種基于功率平衡原理的控制方法，將一個比例控制器作為母線電壓調節器加入后級逆變環路中，使后級可采用簡單的電流環控制，在母線電容穩壓的同時消除了紋波電壓對并網電流的影響。傳統的雙環控制前后級分開獨立，這樣前級功率變化時，首先體現為母線電壓變化，然后并網電流跟隨母線電壓變化，新控制方法中，前級功率變化時直接作用到后級電流控制中，系統動態響應更快。仿真和實驗驗證了該方法的可行性。