并网逆变器电流控制技术的研究

光伏并网逆变器控制策略与研究摘要】：能源危机和环境问题是世界各国普遍关注的话题，开发和利用可再生能源在各国能源战略中的地位越来越高。

随着科学技术的发展，光伏发电已经成为一种解决未来能源短缺及环境污染的主要方式。

本文介绍了光伏并网逆变器的拓扑结构，分析了逆变器的控制策略及电流控制技术。

【关键词】：光伏并网逆变器，控制策略，电流控制引言鉴于光伏发电具有间歇性和波动性的特点，随着光伏发电的应用愈来愈广泛、光伏发电并网规模愈来愈大，对电网的稳定运行也带来了愈来愈多的挑战。

并网逆变器是光伏阵列与电网进行电能交互的关键部分，负责将光伏板输出的直流电逆变为符合相关并网要求的交流电并入电网，与电力系统实现安全高效、稳定灵活的互联。

本文基于二极管钳位型三电平光伏逆变器，分析了光伏并网逆变器的控制策略及电流控制技术。

1、光伏并网逆变器的拓扑结构逆变器是光伏并网发电系统的核心部分，决定着整个并网系统的工作性能。

根据光伏阵列输出功率的转换级数可将光伏并网逆变器分为单级式及两级式。

单级式光伏并网逆变器是指将光伏阵列的输出直接通过光伏并网逆变器完成功率直一交的转换，并且由并网逆变器本身实现光伏阵列的最大功率跟踪（Maximum Power Point Tracking， MPPT），但单级式对光伏阵列输出电压大小要求较高。

并网逆变器只有满足一定的启动电压才能正常工作，一般通过多块太阳能电池板串联以满足光伏并网逆变器启动工作的直流母线电压要求。

两级式是在光伏逆变器前增加了一个DC/DC升压环节，用于解决单级式光伏阵列输出电压大小不满足并网逆变器直流母线电压幅值要求的问题。

且一般是采用Boost升压电路，其最关键的是可以在完成升压的同时通过阻抗匹配的原理实现MPPT功能。

光伏并网主要由光伏阵列、Boost升压模块、三电平光伏并网逆变器、系统控制器、锁相环和滤波环节组成。

系统工作原理：太阳能经过光伏阵列转换为直流电压，Boost升压模块将直流电压调节到逆变器直流母线电压幅值要求，从而使逆变器输出的电流满足与电网电压同频同相的要求，即将有功电流注入电网。

太阳能光伏发电系统的并网电流控制研究近年来，随着对可再生能源的需求不断增加，太阳能光伏发电作为一种绿色、环保的能源形式正受到越来越多的关注。

与此同时，太阳能光伏发电系统的并网电流控制问题也成为了研究的热点之一。

本文将从系统结构、控制原理和技术手段等方面对太阳能光伏发电系统的并网电流控制进行深入探讨。

太阳能光伏发电系统的基本结构包括太阳能光伏阵列、逆变器和并网装置等。

而实现系统的高效运行离不开对并网电流的精确控制。

在并网运行过程中，光伏阵列的输出电压和电流要与电网保持稳定的同步，并且要满足电网的功率需求。

首先，我们来了解一下控制原理。

太阳能光伏发电系统的并网电流控制可以分为两个层次，即电流控制层和保护控制层。

电流控制层通过控制逆变器的输出电流实现对并网电流的控制。

保护控制层则负责监测系统的工作状态，一旦出现故障，及时采取措施进行保护。

这两个控制层相互配合，确保了系统的安全运行和高效发电。

其次，我们要了解一些常用的技术手段。

为了实现太阳能光伏发电系统的并网电流控制，研究者们提出了许多解决方案。

其中一种常用的方法是采用模型预测控制（MPC）算法。

MPC算法能够根据系统的动态特性进行优化控制，提高系统的响应速度和控制精度。

另外，还有一种被广泛应用的方法是采用PID控制器。

PID 控制器通过不断调整输出信号来追踪并网电流的变化，使得系统能够快速响应外部的变化，并维持稳定的功率输出。

除此之外，还有基于模糊逻辑、神经网络和遗传算法等智能控制方法的研究，为并网电流控制提供了更多的选择。

此外，太阳能光伏发电系统的并网电流控制还需要解决一些问题。

首先是电网对并网电流的要求。

电网要求并网电流具有一定的功率因数，即要满足无功功率的要求。

因此，在并网电流控制中要考虑到这一点，确保系统的响应速度和功率因数满足电网的要求。

其次是逆变器的控制方法。

逆变器是将直流电转换为交流电的关键设备，对其控制方法的选择会直接影响到并网电流的控制效果。

光伏并网逆变器电流控制策略的研究
光伏并网逆变器电流控制策略是为了实现光伏发电系统与电网之间的
高效能转换和稳定的电能注入而进行的研究。

光伏并网逆变器是将光伏发
电系统输出的直流电能转换为交流电能并注入电网的装置，其电流控制策
略的优化能够提高系统的性能和稳定性。

1.电流控制器的设计：光伏并网逆变器必须能够根据电网的要求控制
输出电流的大小和波形。

传统的电流控制器采用PI控制器或者模糊控制器，但这种控制器在应对光伏输出电流瞬时变化较大的情况下容易产生误差。

因此，当前的研究主要集中在模型预测控制、自适应控制等非线性控
制策略的设计和实现。

2.电流调节策略的研究：为了满足电网对电流波形和功率因数的要求，需要对光伏并网逆变器的电流进行调节。

常见的调节策略有包络控制策略、直接电流控制策略和模糊控制策略等。

这些策略主要通过改变逆变器的控
制参数来实现对电流波形和功率因数的调节。

3.技术经济性的研究：光伏并网逆变器电流控制策略的研究还需要考
虑其对系统的技术经济性的影响。

比如，是否能够降低系统的成本、提高
系统的效率等。

为了实现这些目标，可以利用先进的控制算法和器件设计
来降低系统的能耗，提高系统的效率。

光伏并网逆变器电流控制策略是目前光伏发电系统中一个重要的研究
领域。

通过采用先进的控制策略，可以有效提高光伏并网逆变器的电流控
制性能，实现稳定的电能注入。

同时，可以降低系统运行的成本，提高系
统的技术经济性。

因此，对光伏并网逆变器电流控制策略的研究具有重要
的理论和实际意义。

并网逆变器输出电流滞环跟踪控制技术研究1. 本文概述随着可再生能源在全球能源结构中占据越来越重要的位置，如何高效地将这些能源并入电网成为了一个亟待解决的问题。

并网逆变器作为连接可再生能源与电网的关键设备，其性能直接影响到整个系统的稳定性和效率。

在众多并网逆变器控制技术中，输出电流的精确控制尤为重要，它不仅关系到电能质量，还影响到电网的稳定运行。

本文旨在深入研究并网逆变器的输出电流滞环跟踪控制技术。

本文将介绍并网逆变器的基本原理及其在电力系统中的作用。

接着，将详细阐述滞环跟踪控制技术的理论基础和关键优势，包括其在抑制谐波、提高系统响应速度和稳定性方面的贡献。

本文还将探讨该技术在实际应用中可能遇到的挑战和解决方案，以及如何通过优化算法进一步提升控制性能。

通过对现有文献的综述和理论分析，结合仿真实验和实际案例研究，本文期望为并网逆变器的控制技术提供新的见解，并为相关领域的研究者和工程师提供实用的参考和指导。

2. 并网逆变器基本原理并网逆变器是一种电力电子设备，它的主要功能是将直流电（DC）转换为交流电（AC），以便与电网系统并联运行。

在太阳能光伏系统、风力发电系统以及其他可再生能源系统中，逆变器是不可或缺的核心组件。

逆变器不仅负责电能的转换，还需要确保输出电流与电网电压同步，以实现有效的能量交换。

并网逆变器的工作原理基于开关电源技术，通过高频开关器件的快速开关动作，将直流电源转换成具有一定频率和幅值的交流电。

这些开关器件通常由晶体管、IGBT（绝缘栅双极晶体管）或其他半导体器件构成。

逆变器内部的控制系统根据电网电压的实时信息，调节开关器件的工作状态，以实现对输出电流的精确控制。

为了确保逆变器的输出电流能够与电网电压保持同步，通常采用一种称为“滞环控制”的技术。

滞环控制是一种简单而有效的电流控制策略，它通过设定两个电流幅值的界限（滞环上下界），来控制开关器件的导通和关断。

当输出电流超过上限时，逆变器会调整开关状态以减小电流当电流低于下限时，逆变器则会增加电流。

新能源并网逆变器控制策略研究综述与展望一、概述随着全球能源结构的转变和新能源技术的快速发展，新能源并网逆变器作为实现可再生能源并网发电的核心设备，其控制策略的研究与应用越来越受到关注。

新能源并网逆变器的主要功能是将光伏、风电等新能源产生的直流电能转换为交流电，并高效稳定地并入电网，以满足日益增长的清洁能源需求。

新能源并网逆变器的控制策略直接关系到其运行效率和稳定性，进而影响到整个新能源发电系统的性能。

传统的并网逆变器控制策略主要基于电压源逆变器控制方法，通过控制输出电压的幅值和频率，使逆变器的输出电压与电网电压保持同步。

随着新能源渗透率的不断提高，电网的复杂性和不确定性也在增加，传统的控制策略已难以满足现代电网的需求。

为此，研究者们提出了一系列改进的控制策略，如频率和电压双闭环控制策略、预测控制策略以及智能控制策略等。

这些策略通过引入先进的控制算法和优化方法，提高了并网逆变器的响应速度和稳定性，使其能够更好地适应复杂的电网环境。

展望未来，新能源并网逆变器的控制策略将继续朝着智能化、高效化和多样化的方向发展。

智能化控制策略将借助人工智能、大数据等技术，实现逆变器的自适应控制和优化运行。

高效化控制策略则通过采用新材料、新技术等手段，提高逆变器的功率密度和系统效率。

同时，随着新能源发电系统的规模化和多样化，控制策略也需要不断创新和完善，以适应各种应用场景和需求。

新能源并网逆变器的控制策略研究对于推动新能源发电技术的发展具有重要意义。

未来，我们需要在深入研究现有控制策略的基础上，不断探索新的控制方法和手段，为实现新能源发电的高效、稳定和安全运行提供有力支持。

1. 新能源并网逆变器的背景和重要性随着全球能源结构的转变和可再生能源的快速发展，新能源并网逆变器在电力系统中扮演着越来越重要的角色。

传统的化石能源日益枯竭，环境污染问题日益严重，这使得各国纷纷将目光投向了可再生能源，如太阳能、风能等。

这些可再生能源具有清洁、无污染、可再生的特点，符合可持续发展的要求。

无变压器结构光伏并网逆变器拓扑及控制研究一、本文概述随着全球对可再生能源需求的持续增长，光伏发电技术因其清洁、可再生、无污染的特性，受到了广泛关注。

光伏并网逆变器作为光伏发电系统的核心设备，其性能直接影响到整个系统的运行效率和电能质量。

传统的光伏并网逆变器通常采用变压器结构，虽然这种结构在一定程度上能够实现电气隔离和电压匹配，但也存在体积大、成本高、效率低等问题。

因此，研究无变压器结构的光伏并网逆变器拓扑及其控制策略，对于提高光伏系统的整体性能、降低成本、推动光伏发电技术的广泛应用具有重要意义。

本文首先介绍了光伏发电系统的基本原理和并网逆变器的功能要求，阐述了无变压器结构光伏并网逆变器的研究背景和必要性。

随后，文章详细介绍了无变压器结构光伏并网逆变器的拓扑结构，包括其基本原理、电路构成以及与传统变压器结构逆变器的区别。

在此基础上，文章重点研究了无变压器结构光伏并网逆变器的控制策略，包括最大功率点跟踪控制、并网电流控制、孤岛效应检测与保护等方面。

通过理论分析和仿真实验，验证了所提控制策略的有效性和优越性。

文章对无变压器结构光伏并网逆变器的应用前景进行了展望，并指出了进一步研究的方向和可能的挑战。

本文的研究成果将为光伏发电技术的发展提供新的思路和方法，有助于推动可再生能源技术的快速发展和应用。

二、无变压器结构光伏并网逆变器拓扑随着可再生能源的日益普及，光伏（PV）技术已成为一种重要的清洁能源解决方案。

光伏并网逆变器是光伏系统的核心组成部分，其设计对于提高系统的效率和可靠性至关重要。

传统的光伏并网逆变器通常采用变压器结构，但近年来，无变压器结构的光伏并网逆变器因其高效率、低成本和紧凑的设计而受到了广泛关注。

无变压器结构光伏并网逆变器拓扑主要基于直接功率转换技术，省去了传统的工频变压器，从而降低了系统的体积和重量。

这种拓扑结构的关键在于使用高效的电力电子开关器件和先进的控制策略，实现直流（DC）到交流（AC）的直接转换。

并网逆变器的电流控制方法陈敬德，1140319060；杨凯，1140319070；指导老师：王志新（上海交通大学电气工程系，上海，200240）摘要：并网逆变器是光伏发电系统的一个核心部件，其控制技术一直是研究的热点。

其使用的功率器件属于电力电子设备，它们固有特性会对系统产生不利的影响，为了防止逆变器中的功率开关器件处于直通状态，通常要在控制开关管的驱动信号中加入死区，这给逆变器输出电压带来了谐波，对电网的电能产生污染。

本文对传统的控制方法重复控制、传统的PI控制、dq轴旋转坐标控制、比例谐振控制进行了总结分析，并比较了它们的优缺点。

关键词：并网逆变器，重复控制，传统的PI控制，dq轴旋转坐标控制，比例谐振控制0引言随着现代工业的迅速发展，近年来全球范围内包括煤、石油、天然气等能源日益紧缺，全球将再一次面临能源危机，同时，这些燃料能源的应用对我们所生活的周围环境产生了严重的影响。

环境问题受到了人们的广泛关注，为了解决能源紧缺以及环境污染问题，寻找可再生能源是解决这一问题的有效方式。

太阳能因其清洁，无污染的优势受到了人们的青睐，太阳能光伏发电是目前充分利用太阳能资源的主要方式之一。

太阳能发电主要有单独运行和并网运行两种模式，其中并网运行发展速度越来越快，应用的规模也愈来愈大[1]。

逆变器是光伏发电系统中的关键部件，逆变器的工作原理是通过IGBT、GTO、GTR等功率开关管的导通和关断，把直流蓄电池电能、太阳能电池能量等变换为电能质量较高的交流电能，可以把它看成是一种电能转换设备。

功率开关管的开关频率一般都比较高，因此利用它们进行电能转换的效率也比较高，但有一个很大的缺点是由它们组成的逆变系统的输出电能却不理想，其输出的波形中包含了很多对电能质量产生不利的方波，而很多场合都要求其输出的是一定幅值和频率的正弦波，所以要寻找更好的控制策略来提高逆变器的电能质量，让其输出各项性能指标都满足要求的波形。

目前所用的逆变器可以分为以下两类：一类是恒压恒频逆变器，这类逆变器在各种电源持续供电的领域应用广泛，它能够输出电压幅值和频率都是特定值的交流正弦波，简称CVCF 逆变器。

两电平并网逆变器模型预测电流控制策略研究徐红城;沈忱;张强;倪之越【摘要】对于并网逆变器传统的电流闭环控制存在PI参数调节对系统性能影响较大、设计复杂、追踪精度不高等问题,介绍了一种模型预测电流控制方法.该方法是在dq坐标系下建立电流预测模型,首先采样当前的并网电流值经旋转变换后预测下一时刻的并网电流,再构建价值函数选择最优电压矢量,当价值函数最小时,选择的电压矢量最优,最后将该电压矢量所对应开关状态作用于逆变器.对传统电流闭环控制和模型预测电流控制进行详细介绍,再通过Mat?lab/Simulink搭建仿真模型进行分析,结果显示两种控制都可以实现并网运行,畸变率满足要求,但是模型预测电流控制更为简单,追踪精度更高,响应更快,稳定性更好.【期刊名称】《东北电力技术》【年(卷),期】2019(040)002【总页数】6页(P1-5,14)【关键词】并网逆变器;电流闭环控制;模型预测电流控制;价值函数【作者】徐红城;沈忱;张强;倪之越【作者单位】国网上海市电力公司奉贤供电公司, 上海 201499;国网上海市电力公司浦东供电公司, 上海 200122;国网安徽省电力有限公司南陵县供电公司, 安徽芜湖 201400;国网上海市电力公司奉贤供电公司, 上海 201499【正文语种】中文【中图分类】TM464随着国民经济的快速发展，能源需求也越来越大，而由于对传统化石燃料的过度开发，不仅导致了能源紧缺，还引起了环境污染[1]，所以现在必须加大开发如太阳能、水能、风能等新能源[2]。

在新能源发电中，发出的电能最终是要投入到电网中去满足用户使用，并网逆变器在这个过程中起到了关键的作用，其性能直接影响着电能的质量[3-4]，因而对并网逆变器控制的研究已成为当前的热点。

多年来并网逆变器控制策略研究一直吸引大量学者的注意，并对其做了大量研究，旨在找到提高并网电能高性能的方法。

传统的方法有基于PI调节的闭环控制，文献[5]尽管可以提高稳态性能，但考虑到实际情况时，设计成本将会很高；对于滞环控制，文献[6]虽计算量小、频率低、动态性能比较好，但频率波动很难减小；对于比例谐振(PR)控制，文献[7]稳态误差几乎没有，抗干扰强，但系统参数精度不明确，不易实现；无差拍控制；文献[8]追踪效果好，动稳态性能好，但会存在控制饱和现象，响应将会变慢，鲁棒性变差。