光伏并網逆變器母線電壓紋波的分析與控制

郭曉瑞，王培良，郭吉豐，王燕鋒

（1.湖州師范學院 工學院，浙江 湖州 313000；2.浙江大學 電氣工程學院，浙江 杭州 310027）

0 引言

為了實現可持續性發展，許多研究者正致力于高效的可再生能源（如太陽能、風能、水能、生物能、潮汐能）的收集和轉換。由于光照輻射度及風力由自然氣候決定，風力發電和光伏發電系統輸出的功率具有波動性、間歇性、隨機性，提高系統的控制性能是新能源發電的關鍵技術［1］?？稍偕茉窗l電系統并網時必須要滿足快速的動態響應、高質量的并網電流以及魯棒性要求［2-3］，在電能滿足可靠、優質的前提下降低并網發電系統的成本。

可再生能源并網發電系統一般采用兩級式的功率變換拓撲形式［4-5］。對風力發電而言，前級是AC/DC變換模塊，對光伏發電而言，前級是DC/DC變換模塊；后級是網側功率變換器，屬于DC/AC逆變模塊。前級可實現最大功率點追蹤（MPPT），后級可實現并網逆變功能，同時穩定直流母線電壓［6］。直流母線電容位于前、后級之間，為了保證可再生能源功率調節系統的可靠性，對直流母線電壓的控制極其重要。

由于單相光伏并網逆變器中直流母線電容低頻電壓紋波的存在使得直流母線電壓控制器的設計變得困難，這一設計難題不僅存在于單相并網逆變系統中，還存在于三相不平衡系統中［7-8］。傳統的控制策略通過設計很低帶寬的電壓環PI控制器來抑制母線電壓反饋中低頻紋波對并網電流質量的影響，這導致逆變器的動態響應性能變差［9-10］。……