隨著全球工業(yè)的發(fā)展，能源危機(jī)和環(huán)境惡化問題日益嚴(yán)重，新能源的開發(fā)與利用越來越得到人們的重視，而逆變技術(shù)是新能源發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。隨著家庭光伏能源使用率的逐步提升，中小功率逆變器將成為未來光伏系統(tǒng)發(fā)展的趨勢，然而單相逆變器輸入側(cè)低頻紋波在很大程度上影響逆變器的多項(xiàng)性能。

例如，在燃料電池的應(yīng)用中，低頻脈動(dòng)功率會(huì)增大燃料電池的損耗、降低系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)；在光伏發(fā)電場合會(huì)影響電路的最大功率點(diǎn)跟蹤（maximum power point tracking, MPPT）和光伏電池板的能量利用率，存在瞬時(shí)功率不匹配導(dǎo)致光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率降低等問題。

為了抑制單相逆變器輸入側(cè)低頻紋波量，往往在逆變器輸入側(cè)并聯(lián)大電容，可以起到濾波作用，但存在體積增大以及電解電容壽命與光伏電池不匹配等問題，采用功率解耦技術(shù)的單相逆變器，可以在有效抑制紋波的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)逆變器的高功率密度、高變換效率，所以功率解耦技術(shù)引起了人們的重視。

結(jié)論

通過對多種研究方案在功率解耦電路、樣機(jī)額定功率、輸入濾波電容容量、解耦電路儲(chǔ)能元件大小以及二次紋波占比幾個(gè)方面進(jìn)行了對比，各項(xiàng)數(shù)據(jù)見表1。

從表1中可直觀看出各類解耦技術(shù)中，DC級功率解耦技術(shù)紋波抑制效果最好，其中文獻(xiàn)[9]的無源解耦技術(shù)效果最明顯，但解耦電容容值較大。有學(xué)者采用有源功率解耦可達(dá)到較理想紋波抑制效果，也提升了逆變系統(tǒng)的功率密度，工程應(yīng)用性較強(qiáng)。

有學(xué)者均在直流母線采用LC濾波器并依據(jù)控制策略來進(jìn)行紋波抑制，實(shí)現(xiàn)前級逆變器對二次紋波帶阻特性，后者濾波電容更大，但紋波抑制效果更好。

AC級功率解耦中，有學(xué)者僅給出了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法，對于帶功率解耦的三端口逆變器，電路構(gòu)成較復(fù)雜，其中后者所用功率開關(guān)管更少，拓?fù)涔δ芨唷?/p>

有學(xué)者利用拓?fù)涔逃袃?yōu)勢，對濾波電容電壓參考控制量稍作改動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)紋波抑制，且無需引入功率解耦電路和大容量電解電容。

表1 各類功率解耦方案的參數(shù)及性能

通過以上對比總結(jié)以下幾點(diǎn)結(jié)論：

• 1）DC級解耦往往電路結(jié)構(gòu)簡單，其中的無源解耦，雖紋波抑制率理想，但對于提升功率密度不理想；而有源解耦，可主動(dòng)控制解耦電容能量傳輸，實(shí)現(xiàn)二次紋波抑制并使逆變器有較高的功率密度。
• 2）兩級式解耦方法不會(huì)額外引入開關(guān)管，現(xiàn)有文獻(xiàn)所述都是對二倍頻紋波實(shí)現(xiàn)高阻抗特性，只是各控制策略有所不同，對兩級拓?fù)鋬?yōu)點(diǎn)明顯，提高了系統(tǒng)的安全性，但不適用于單級逆變器拓?fù)洹?/li>
• 3）AC級解耦技術(shù)明顯降低解耦電容容值，但控制性能較一般。
• 4）三端口解耦目前常見的是通過引入耦合端口繞組，控制策略簡單，由于存在漏感會(huì)導(dǎo)致能量損耗，同時(shí)由于耦合電感會(huì)增大逆變器體積，影響功率密度，增加設(shè)計(jì)成本。
• 5）無電解電容功率解耦策略是通過對主動(dòng)在輸出交流側(cè)注入一定量的倍頻諧波，完成二次紋波抑制，提升了逆變器功率密度，但是此方法引入了其他倍頻諧波，對逆變器系統(tǒng)帶來新的干擾量，有待完善。
• 6）不同解耦電路對二次紋波的抑制情況和解耦電容容量大小不同，每種方法在成本，控制策略，拓?fù)鋸?fù)雜度都會(huì)存在各種的利弊，可結(jié)合自身研究拓?fù)涞那闆r綜合選取解耦技術(shù)，討論內(nèi)容可為逆變器功率解耦研究提供參考。