【正文】 并網(wǎng)瞬間產(chǎn)生的沖擊電流,在過零點投入并網(wǎng)。由于兩種工作模式的濾波結(jié)構(gòu)和控制方策略不同,在獨立工作模式時,濾波結(jié)構(gòu)采用帶消峰環(huán)節(jié)的LC濾波器,控制策略為電壓瞬時值控制；在并網(wǎng)工作模式時,濾波結(jié)構(gòu)采用帶消峰環(huán)節(jié)的LCL濾波器,即在獨立工作模式時的濾波結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,通過隔離變壓器接入電網(wǎng),控制策略為電流瞬時值控制。在系統(tǒng)的高頻率段又以40dB/dec下降,增強了系統(tǒng)抗高頻干擾的能力。 選取Kip=，?z=20Hz進行補償校正,得到校正后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下式所示,。 表31 并網(wǎng)運行模式設(shè)計要求與主電路參數(shù)一覽表 ▲濾波器傳遞函數(shù)Gi(s)根據(jù)濾波結(jié)構(gòu)（(b)所示）的參數(shù),推導uab1到ig(s)的傳遞函數(shù)Gi(s)如下式所示：▲系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性分析與補償設(shè)計系統(tǒng)未經(jīng)過校正之前的開環(huán)傳遞函數(shù)為將31中的參數(shù)分別代入上式,利用Bode圖分析系統(tǒng)開環(huán)頻率特性,相位裕量僅約為20o,系統(tǒng)的穩(wěn)定度不夠,需要采取適當?shù)男Ｕ胧┎拍芴岣呦到y(tǒng)的穩(wěn)定性能。（2）系統(tǒng)特性與分析在并網(wǎng)運行模式時。.43A，電流采樣系數(shù)，在市電電壓正常范圍：220177。在并網(wǎng)運行時,加入消峰環(huán)節(jié),考慮到其中隔離變壓器的變比為1:1, 并網(wǎng)運行模式瞬時電流控制等效電路框圖（1）正弦參考波和三角載波的確定在逆變器并網(wǎng)運行模式下，如果輸出電流的采樣系數(shù)取值適合，正弦參考波和三角波的取值可與獨立運行模式下相同。、設(shè)計與仿真在并網(wǎng)運行模式下,逆變器的輸出控制為電流控制模式,逆變器相當于一個電流源。利用簡單的幾何關(guān)系可得到且上式中綜上可得： 綜上等式有 上式中，在直流側(cè)電壓Ud不變時為一變量，由（）可見，當調(diào)制信號um為一連續(xù)的模擬變量時，ūab也為連續(xù)模擬變量，根據(jù)式（）可得出逆變器在單極倍頻SPWM調(diào)制下的平均值模型，即下面將利用這個平均值模型對并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)進行分析與設(shè)計。狀態(tài)空間平均法是基于輸出頻率?（50Hz）遠小于輸出電路的載波頻率?c（40kHz）關(guān)的情況下,將輸出電壓uab在一個載波周期Tc內(nèi)的平均值ūab近似看作輸出電壓基波分量的瞬時值uab1,(),即由于Tc171。 單極倍頻枷調(diào)制逆變器的模型在逆變電路控制模型中,調(diào)制正弦波和三角波比較得到的脈沖序列去控制各功率開關(guān)器件。圖中Vpv為光伏陣列的輸出電壓、Ipv為光伏陣列的輸出電流、Ug為電網(wǎng)電壓的有效值。論文采用電流瞬時值反饋與三角波比較控制策略,其控制器采用技術(shù)比較成熟、實現(xiàn)比較簡單的比例積分(PI)控制方法。由于電網(wǎng)電壓的幅值、頻率和相位變化范圍小,設(shè)計中主要考慮光伏陣列的輸出功率變化對逆變器的干擾。它具有控制簡單、實時控制、電流響應(yīng)速度快、輸出電流電壓波形不含有特定次諧波等優(yōu)點,但是功率管開關(guān)頻率隨負載電流變化而變化,同樣逆變器輸出電壓的諧波頻率也隨之變化,增加輸出濾波器的設(shè)計難度。圖中控制器多采用比例或比例積分調(diào)節(jié),該方法實現(xiàn)簡單、可靠,但是存在響應(yīng)速度慢,輸出電流相位漂移的問題。下面主要介紹一下電流瞬時值反饋與三角波比較控制和電流瞬時值反饋滯環(huán)控制。電壓源電流控制采用的是輸出電流反饋的電流源工作模式,它直接控制并網(wǎng)逆變器輸出電流的幅值和相位。這種并網(wǎng)控制策略下,主要是通過模擬或數(shù)字采樣得到逆變器輸出電流的大小,一般以其有效值或平均值作為反饋量來控制輸出電壓的大小。而對于采用電流控制方式的并網(wǎng)逆變器,只需要控制逆變器的輸出電流跟蹤電網(wǎng)電壓,同時設(shè)定輸出電流的大小,就可以實現(xiàn)的穩(wěn)定并網(wǎng)運行,其控制方法相對簡單,效果也較好,因此得到了廣泛應(yīng)用。為了確保系統(tǒng)能夠穩(wěn)定并網(wǎng)運行,就必須利用鎖相控制技術(shù),使并網(wǎng)逆變器的輸出電壓與電網(wǎng)電壓同步,并在此基礎(chǔ)上通過調(diào)整其輸出電壓的幅值及相位來調(diào)節(jié)其輸出電流的大小,從而實現(xiàn)其輸出功率的調(diào)節(jié)。在逆變器與電網(wǎng)進行并聯(lián)運行時,電網(wǎng)可看作一個容量無窮大的交流電壓源。目前光伏并網(wǎng)逆變器大部分采用電壓源逆變器,因此,論文本節(jié)注重分析研究電壓源逆變器的控制策略。3 光伏并網(wǎng)逆變器控制策略及模型的研究根據(jù)直流側(cè)濾波結(jié)構(gòu)的形式,逆變器可分為電壓源和電流源兩類。F。（ 代入數(shù)據(jù),PN=1kW,Urms=220V, ?g=50Hz ） 可得C=。在電感一定的情況下,不同的電容參數(shù)值并不改變其低頻特性,只是隨著電容C的增大其諧振頻率向減小方向移動。電容愈小,則電感需要增大,使得電感上的壓降增大。另一方面,由于L2是由隔離工頻變壓器的漏感來充當?shù)?考慮到實際所采用隔離變壓器的情況,。根據(jù)前面所取的L1值，分別取k=k=2，可得到兩個不同的L2的值，比較其對應(yīng)的傳遞函數(shù)分別為G1(s)和G2(s)。在并網(wǎng)運行時，并網(wǎng)逆變器為一電流源，L2的作用是抑止并網(wǎng)電流的高頻紋波和沖擊電流，而這些調(diào)頻紋波主要是由逆變器濾波輸出前的電壓信號Uc產(chǎn)生的，所以分析Uab1至輸出電流Ig的傳統(tǒng)函數(shù)G(s)。 并網(wǎng)運行模式濾波器參數(shù)設(shè)計當逆變器從獨立運行模式切換到并網(wǎng)運行模式時，濾波器由原來LC結(jié)構(gòu)變?yōu)長CL結(jié)構(gòu)，其中LC部分仍然使用獨立運行模式時的設(shè)計參數(shù)。,正弦調(diào)制波分別與兩個極性相反的三角波載波進行比較,產(chǎn)生兩對相位互補的脈沖序列,分別驅(qū)動全橋逆變電路中四個功率開關(guān)管的導通與斷開,使逆變橋輸出電壓的脈寬也按正弦分布（SPWM）。正弦脈寬調(diào)制（SPWM）技術(shù)由于其控制簡單、輸出諧波可控、響應(yīng)速度較快,是目前高頻逆變器獲得正弦輸出的一種常用方法。并網(wǎng)逆變器的濾波參數(shù)設(shè)計需以其工作方式為依據(jù)來選擇適當?shù)脑O(shè)計方法由于逆變器不同的運行模式,所采用的濾波器結(jié)構(gòu)也有所不同,獨立運行模式采用LC濾波結(jié)構(gòu)（）,并網(wǎng)運行模式采用LCL濾波結(jié)構(gòu)。由于該光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究與設(shè)計是與他人合作完成,論文主要研究系統(tǒng)的后級部分逆變器部分（逆變器部分）。該系統(tǒng)主要由光伏陣列、DC/DC（Boost升壓電路）、變電路、濾波和切換電路、采樣電路、DSP控制器、隔離變壓器及儲能環(huán)節(jié)等構(gòu)成,是一個帶隔離變壓器的兩級式逆變系統(tǒng),它可根據(jù)實際需要實現(xiàn)獨立和并網(wǎng)工作兩種模式。由于這種兩級式拓撲簡化了每一級的控制方法,使得每一級可以專注于各自控制方法的質(zhì)量和效率。DCDCAC為目前較為常用的一種拓撲,其前級為DCDC,后級為DCAC。(a)所示為單級式逆變器的結(jié)構(gòu)框圖,單級式逆變器只用一級能量變換就可以完成升降壓和DCAC轉(zhuǎn)換的逆變器,它具有電路簡單、元器件少、可靠性高和高效低功耗等諸多優(yōu)點,所以在滿足系統(tǒng)性能要求的前提下,單級式拓撲結(jié)構(gòu)將會是首選，這種拓撲也是集中式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)常采用的典型拓撲。該拓撲方案適用于光伏陣列的輸出電壓在50V以下,功率較小的集成式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)。較大的對地漏電流一方面會嚴重影響變換器的工作模式；另一方面也會給人身安全帶來威脅。的原理圖。為了盡可能地提高光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的效率和降低成本,在直流母線電壓足夠高且不需要電氣隔離的條件下,可以采用不隔離的無變壓器型拓撲方案。,光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中有變壓器的拓撲方案主要是三種：(a)工頻變壓器型,置于工頻電網(wǎng)側(cè)的LFT可以阻止電流直流分量注入電網(wǎng)；(b)高頻變壓器在DC一AC變換器內(nèi)；(c)高頻變壓器在一變換器內(nèi)。由第1章可知,光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要有四類,可實現(xiàn)這些結(jié)構(gòu)的具體電路拓撲則有很多,一般按其不同的特性可從變壓器的有無及類型、功率變換的級數(shù)等角度進行分類。光伏并網(wǎng)逆變器拓撲結(jié)構(gòu)要求效率高、成本低,而且能夠承受光伏陣列輸出直流電的電壓低且波動大的不良影響。其余三種結(jié)構(gòu)則可廣泛用于分布式光伏發(fā)電系統(tǒng),其中集成式逆變器結(jié)構(gòu)把光伏模塊串聯(lián)輸入,同時盡量采用模塊化設(shè)計,減少了中間環(huán)節(jié),對光伏器件的利用效率最高,但其不易擴充,單位功率生產(chǎn)成本也高；串型逆變器結(jié)構(gòu)對光伏器件的利用率較集成式結(jié)構(gòu)低,輸出功率介于集成式和多重串結(jié)構(gòu)之間；多重串逆變器結(jié)構(gòu)對光伏器件利用率和串型逆變器結(jié)構(gòu)相當,逆變器單位功率成本較低,該系統(tǒng)輸出功率大,能基本滿足用戶的用電需要,此外,該結(jié)構(gòu)易于擴充,具有一定的冗余能力。對一下四種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)、應(yīng)用范圍和特性等方面進行比較,結(jié)果如表14所示,每種結(jié)構(gòu)都有其優(yōu)缺點。其中集中式結(jié)構(gòu)主要用于大型光伏電站,后三種逆變器結(jié)構(gòu)則廣泛應(yīng)用于分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中。 由于光伏陣列的輸出電壓與系統(tǒng)功率有關(guān),為了更好的發(fā)揮光伏陣列的效能,需要根據(jù)其輸出電壓、系統(tǒng)功率和并網(wǎng)標準選擇適當?shù)墓夥l(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。所以,對于光伏陣列要求接地的情況,大量無變壓器結(jié)構(gòu)（transformer