隨著近年來可再生能源的發(fā)展，如太陽能、風(fēng)能等，并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)成為研究熱點。對于并網(wǎng)系統(tǒng)，精確的電流控制對于有效調(diào)節(jié)電網(wǎng)和逆變器之間的有功和無功功率至關(guān)重要。若要得到理想的效果就需要設(shè)計一個性能良好的逆變控制系統(tǒng)，其技術(shù)指標包括負載調(diào)整率、電源調(diào)整率、輸出精度、穩(wěn)態(tài)誤差、動態(tài)響應(yīng)等，良好的控制參數(shù)往往也可以很大程度地提高系統(tǒng)的綜合性能。

傳統(tǒng)的比例積分（proportional-integral, PI）調(diào)節(jié)也有廣泛的應(yīng)用，為了彌補其固有的缺點，提出了許多改進PI調(diào)節(jié)策略，譬如模糊PI控制，卻造成了系統(tǒng)的復(fù)雜性和參數(shù)的敏感性。

有學(xué)者采用無差拍電流控制的方法，可以提高控制性能，但是其過于復(fù)雜的運算將導(dǎo)致更長的控制延遲。在旋轉(zhuǎn)坐標系下采用PI控制可消除穩(wěn)態(tài)誤差，但該方法多用于三相系統(tǒng)。

有學(xué)者針對單相逆變器，提出了采用單相旋轉(zhuǎn)坐標變換的方法，可以有效地減小穩(wěn)態(tài)誤差，但是其實現(xiàn)復(fù)雜，增加了系統(tǒng)成本。

有學(xué)者對比例諧振（proportional resonant, PR）控制原理進行分析，闡述了PR控制能夠在諧振頻率處提供無窮大的增益，因而對諧振頻率處的電流信號實現(xiàn)無靜差跟蹤，并且易于實現(xiàn)，可有效降低系統(tǒng)成本。

因此，本文以PR控制為基礎(chǔ)，通過對系統(tǒng)開環(huán)幅頻特性的分析并結(jié)合系統(tǒng)穩(wěn)定裕度和穩(wěn)態(tài)誤差的要求，求得了高基頻增益、大穩(wěn)定裕度和強魯棒性的PR控制器參數(shù)。

該方法綜合考慮逆變器控制中的脈沖寬度調(diào)制（pulse width modulation, PWM）和采樣延遲影響，在此基礎(chǔ)上給出了PR控制器參數(shù)的具體設(shè)計方法。由此推導(dǎo)出了適用于該逆變器拓撲結(jié)構(gòu)的PR控制器參數(shù)計算通式。最終經(jīng)過仿真和實驗驗證了所提方法的有效性。

圖7 并網(wǎng)逆變器實驗平臺

結(jié)論

本文對單相并網(wǎng)逆變器進行了研究，綜合考慮了PWM傳輸延遲和采樣延遲對系統(tǒng)最大增益的影響，提出了一種通過分析系統(tǒng)開環(huán)幅頻特性來計算系統(tǒng)最大增益的方法。

所設(shè)計的PR控制器可以實現(xiàn)對并網(wǎng)電流信號的無靜差跟蹤控制，有效降低了輸出電流的畸變率，并且在負載電流突變時，系統(tǒng)有著很好的動態(tài)響應(yīng)能力?？刂破鞯谋壤禂?shù)設(shè)計由濾波電感、最大穿越頻率和直流母線電壓決定，而積分器時間常數(shù)基本上與負載參數(shù)無關(guān)。通過仿真和實驗驗證了本文所提方法的有效性。