太陽能發(fā)電已經(jīng)成為尋求綠色能源的熱點(diǎn)，并網(wǎng)逆變器則是研究的主要領(lǐng)域。并網(wǎng)逆變器是太陽能模塊或陣列并入電網(wǎng)的重要接口，逆變器電流是光伏發(fā)電電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，PWM控制技術(shù)是目前比較為流行的逆變器控制技術(shù)。電流閉環(huán)的PWM控制能實(shí)時(shí)跟蹤正弦電流波形，精確控制注入電網(wǎng)電流，使其比較大限度地降低畸變和減小諧波分量。

　　光伏陣列具有非線性的電流-電壓特性以及具有唯比較大功率點(diǎn)的功率-電壓特性，因此，為比較大化地將太陽能能量通過逆變器傳輸?shù)诫娋W(wǎng)，需要采用比較大功率跟蹤控制算法e-4實(shí)現(xiàn)。

　　本文提出的一種新穎柔性自適應(yīng)滯環(huán)控制算法，能根據(jù)期望的開關(guān)頻率、電網(wǎng)電壓、光伏直流輸出電壓和電流的斜率動(dòng)態(tài)調(diào)整滯環(huán)寬度，使開關(guān)頻率保持不變，減小電力電子器件的開關(guān)損耗；由于非線性負(fù)載的大量應(yīng)用，引起電網(wǎng)電流畸變，而且通過鎖相環(huán)（PLL）技術(shù)直接檢測(cè)的電流不再適用于非線性負(fù)載的供電系統(tǒng)，提出了能補(bǔ)償無功和諧波分量的電流計(jì)算器模型。比較后，將比較大功率跟蹤控制算法、自適應(yīng)電流滯環(huán)寬度算法和電流計(jì)算器模型以及電流滯環(huán)控制與PWM驅(qū)動(dòng)集成在一個(gè)統(tǒng)一靈活的控制器內(nèi)，從而有效地解決開關(guān)頻率問題，明顯改善電能質(zhì)量。

　　1固定滯環(huán)寬度的電流跟蹤控制1.1拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和滯環(huán)控制原理所示為單相光伏并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和電流滯環(huán)控制的原理圖。并網(wǎng)系統(tǒng)是由太陽能光伏模塊、直流輸入電容、4個(gè)IGBT組成的橋式逆變器、濾波電感和電網(wǎng)組成。電流滯環(huán)控制是將瞬時(shí)的逆變器電流nv和正弦電流iref進(jìn)行比較，產(chǎn)生的電流誤差直接和預(yù)先設(shè)定的滯環(huán)寬度比較以決定逆變器開關(guān)脈沖的時(shí)序，使電感電流上升或下降，從而實(shí)時(shí)緊密地跟蹤標(biāo)準(zhǔn)正弦電流。電流滯環(huán)控制的特點(diǎn)有叭快速的瞬態(tài)響應(yīng)，無條件的穩(wěn)定系統(tǒng)，易于防止變壓器偏磁現(xiàn)象，快速限流能力和無次諧波振蕩現(xiàn)象。但由于器件開關(guān)點(diǎn)更迭取決于逆變器電流到達(dá)上下限的時(shí)間，且逆變器電流的變化率在輸出周期為時(shí)變，因而滯環(huán)控制的開關(guān)頻率不固定，變化范圍大，給輸出濾波電路參數(shù)的優(yōu)化選擇帶來困難。

　　1.2L濾波器當(dāng)變換器在直流母線電壓正負(fù)兩極切換時(shí)，電網(wǎng)傳遞函數(shù)1L（s）/Upwm（s）決定逆變器電流的變化趨正負(fù)兩極之間變化時(shí)，必須保證逆變器電流斜率始終大于電流的比較大斜率，以便系統(tǒng)能跟蹤電流，否則電網(wǎng)電流將低于或高于滯環(huán)寬度下限或上限限制，結(jié)果是在電網(wǎng)電流到達(dá)的下半個(gè)周期產(chǎn)生電流松弛現(xiàn)象，導(dǎo)致波形的嚴(yán)重畸變。因此，當(dāng)電網(wǎng)電流到達(dá)滯環(huán)寬度的下（上）邊界時(shí)，控制器應(yīng)當(dāng)立即將變換器切換到直流母線電壓的正（負(fù)）極性，電網(wǎng)電流才能及時(shí)同步地跟蹤電流的變化。在這種情況下，電網(wǎng)電流的階躍響應(yīng)為電感電流iL（在零時(shí)刻的變化率為比較壞的情況是在電網(wǎng)電壓為比較大值和比較小值時(shí)，變換器在直流母線電壓正極性和負(fù)極性進(jìn)行切換，此時(shí)電感的電壓和電流斜率將是比較小值。設(shè)正弦電網(wǎng)電壓表達(dá)式為非線性負(fù)載在工業(yè)和居民應(yīng)用的日益增加，使電網(wǎng)電流和電壓畸變，惡化電源質(zhì)量。非線性負(fù)載產(chǎn)生的高次諧波分量使公共耦合點(diǎn)（PCC）電壓畸變，可能產(chǎn)生影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的諧振問題。光伏并網(wǎng)逆變器可以擔(dān)當(dāng)有源濾波器的作用，如濾除高次諧波分量，進(jìn)行無功補(bǔ)償，改善電能質(zhì)量問題。在所示的并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)，電流是通過PLL技術(shù)從電網(wǎng)電壓獲取的，但不能直接應(yīng)用于非線性負(fù)載供電的情況。應(yīng)首先通過PLL技術(shù)檢測(cè)的正弦電流用來產(chǎn)生負(fù)載電流的基頻分量，然后從負(fù)載電流減去基頻分量獲得諧波分量和無功分量，由光伏并網(wǎng)逆變器通過在公共耦合點(diǎn)注入相應(yīng)電流來補(bǔ)償。

　　因此，用來補(bǔ)償諧波和無功電流的電流計(jì)算器算法是解決非線性負(fù)載電流畸變的關(guān)鍵。

　　負(fù)載電流可以表示為有功基本分量為無功基本分量iL1q（t）為在式（35）兩邊乘以sint，且在1個(gè)周期內(nèi)積分，有乙根據(jù)三角變換，上式后面兩項(xiàng)積分為0.則有將上式代入iLip（t），則負(fù)載電流的有功基頻分量為乙可見，對(duì)于非線性負(fù)載的負(fù)載電流，可以采用式（42）的算法對(duì)負(fù)載電流進(jìn)行補(bǔ)償，以濾除諧波分量，減小負(fù)載電流的畸變；另外，根據(jù)光伏模塊輸出的實(shí)際電壓和電壓的誤差信號(hào)，PI控制器控制直流耦合電容器的充電電流Ix，從而維持電容器直流母線電壓恒定。設(shè)：則非線性負(fù)載供電的并網(wǎng)逆變器修正的電流表達(dá)式為基于以上修正電流計(jì)算器的算法，可以搭建如所示類似的電流計(jì)算器的仿真模型。

　　3統(tǒng)一控制器的控制策略光伏并網(wǎng)逆變器統(tǒng)控制器的控制策略是基于L濾波器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將比較大功率跟蹤控制算法、自適應(yīng)電流滯環(huán)寬度計(jì)算器和電流計(jì)算器以及滯環(huán)控制器和PWM驅(qū)動(dòng)集成在一個(gè)統(tǒng)一協(xié)調(diào)的控制器內(nèi)，不但能實(shí)現(xiàn)光伏的比較大功率傳輸，保持開關(guān)頻率的恒定，而且能補(bǔ)償非線性負(fù)載的諧波電流，改善電能質(zhì)量，使注入電網(wǎng)的電流和電網(wǎng)電壓始終保持同相，功率因數(shù)為1.所示為統(tǒng)一控制器的控制策略和框圖。在不同開關(guān)頻率下進(jìn)行逆變器輸出電流，負(fù)載電流和瞬態(tài)滯環(huán)寬度的仿真分析。光伏模塊在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的電氣參數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件是環(huán)境溫度為25丈，太陽光照強(qiáng)度為1000W/m2，空氣質(zhì)量密度為1.5.仿真分析選用的光伏模塊的電氣參數(shù)分別為：光伏模塊短路電流/SC=8.37 A，比較大功率點(diǎn)電流‘=7.6A，比較大功率點(diǎn)電壓’=23.7 =-0.104，開路電壓隊(duì)。=30V，直流連接電容Clik=300xF；濾波器兀件LfSmHCsSiLSmH.電網(wǎng)參數(shù)：電網(wǎng)所示為光伏陣列在環(huán)境溫度為25丈，太陽光照強(qiáng)度為600W/m2條件下，功率器件的開關(guān)頻率為1kHz時(shí)，逆變器輸出電流、電流和瞬態(tài)滯環(huán)寬度的仿真波形。仿真時(shí)間設(shè)定為3 s，主要是考慮太陽能光伏陣列在一定外界條件下，經(jīng)過一定時(shí)間（約2.24s）才能輸出穩(wěn)定的直流電壓。

　　的仿真結(jié)果表明在開關(guān)頻率較低時(shí)，如1kHz時(shí)，逆變器輸出電流有畸變；瞬態(tài)滯環(huán)寬度在154仿真分析（b）瞬態(tài)滯環(huán)寬度開關(guān)頻率為1kHz時(shí)逆變器電流、/Simulink的仿真平臺(tái)以及Matlab和Psim的接口模塊Simcoupler，構(gòu)建光伏陣列模塊，比較大功率跟蹤模塊、自適應(yīng)滯環(huán)寬度計(jì)算器模塊、電流計(jì)算器模塊、滯環(huán)控制器、PWM驅(qū)動(dòng)模塊模塊和PI控制器模塊，構(gòu)成I個(gè)統(tǒng)lshingHouse.調(diào)的控制器，以L濾波器并網(wǎng)的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，（a）逆變器輸出電流和電流（b）瞬態(tài)滯環(huán)寬度開關(guān)頻率為10kHz時(shí)逆變器電流、的仿真結(jié)果表明在開關(guān)頻率較高時(shí)，如100kHz時(shí)，逆變器輸出電流比較平滑，且緊密跟蹤光伏模塊開始穩(wěn)定輸出的時(shí)刻，滯環(huán)寬度有間斷，發(fā)生極大的負(fù)跳變，且以后按照電網(wǎng)基波頻率正弦調(diào)制變化，幅值變化小。

　　本文在傳統(tǒng)固定滯環(huán)寬度電流控制的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)光伏逆變器并入電網(wǎng)的L濾波器的參數(shù)條件，分析滯環(huán)寬度和開關(guān)頻率的數(shù)學(xué)關(guān)系，表明開關(guān)頻率將在滯環(huán)寬度定的條件下，按照電網(wǎng)基波頻率的2倍頻調(diào)制變化，這將給逆變器的設(shè)計(jì)帶來困難。

　　因此，本文提出種動(dòng)態(tài)調(diào)整滯環(huán)寬度的自適應(yīng)滯環(huán)控制算法，推導(dǎo)了保持開關(guān)頻率不變的自適應(yīng)滯環(huán)寬度的數(shù)學(xué)模型，以及解決非線性負(fù)載電流畸變的電流計(jì)算模型，比較后在Matlab/真平臺(tái)和接口模塊Simcoupler的環(huán)境下，對(duì)基于自適應(yīng)控制算法的單相并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，結(jié)果表明當(dāng)滯環(huán)寬度按照電網(wǎng)頻率調(diào)制變化時(shí)，且開關(guān)頻率較高時(shí)，逆變器能輸出優(yōu)良的正弦電流，緊密跟蹤正弦電流的變化，使電網(wǎng)電壓和逆變器注入電網(wǎng)電流同相，功率因數(shù)接近1.自適應(yīng)滯環(huán)寬度的算法將為并網(wǎng)逆變器控制器的設(shè)計(jì)，濾波器參ishin數(shù)設(shè)計(jì)以及逆變器并網(wǎng)輸出的電能質(zhì)量分析提供非2.24s時(shí)，即光伏模塊開始穩(wěn)定輸出的時(shí)刻，滯環(huán)寬度有間斷，發(fā)生極大的負(fù)跳變，且按照電網(wǎng)基波頻率正弦調(diào)制變化，幅值變化大。

　　所示為光伏陣列在環(huán)境溫度為25，太陽光照強(qiáng)度為600W/m2條件下，功率器件的開關(guān)頻率為100kHz時(shí)，電網(wǎng)其他參數(shù)不變，逆變器輸出電流、常重要的依據(jù)。