新型多电平光伏并网逆变器控制策略研究.pdf

第４０卷第１７期２０１２年９月１日电力系统保护与控制ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌｖ０１．４０ＮＯ．１７Ｓｅｐ．１，２０１２新型多电平光伏并网逆变器控制策略研究马兰珍，王明渝，徐四勤，胡文翠，邱晓明（重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆４０００４４）摘要：传统多电平逆变器受其复杂电路拓扑的制约在光伏系统中应用较少。将一种简化的新型五电平逆变器应用于并网系统，并对其拓扑结构和工作原理进行了分析。为降低开关频率引起的电流谐波，采用Ｔ型滤波器对输出电流进行滤波；同时采用电容电流内环，并网电流外环的双闭环控制策略来消除Ｔ型滤波器对并网逆变器系统带来的不稳定因素。鉴于传统电网电压前馈的ＰＩ控制在跟踪正弦信号时存在稳态误差和抗干扰能力差等缺陷，在并网电流外环中采用改进型比例谐振（ＰＲ）控制器，在减小稳态误差和实现单位功率因数并网的同时，针对特定次谐波进行补偿，无需电网电压前馈，有效避免了电网电压畸变带来的干扰。所设计的系统结合了新型五电平逆变器和双闭环控制策略各自的优点，仿真结果验证了其正确性和有效性，凸显了将该拓扑结构与所用控制策略相结合的优越性。关键词：新型五电平逆变器；Ｔ型滤波；阻尼谐振；双闭环控制；改进型ＰＲ控制Ｓｔｕｄｙｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｃｈｅｍｅｂａｓｅｄｏｎｎｅｗｍｕｌｔｉ－ｌｅｖｅｌｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｅｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｉｎｖｅｒｔｅｒ—ＭＡＬａｎ－ｚｈｅｎ，ＷＡＮＧＭｉｎｇ－ｙｕ，ＸＵＳｉｑｉｎ，ＨＵＷｅｎ・ｃｕｉ，ＱＩＵＸｉａｏ－ｍｉｎｇ（ＴｈｅＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄＳｙｓｔｅｍＳａｆｅｔｙａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＮｅｗＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４４，Ｃｈｉｎａ）—Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｎｄｅｒｔｈｅｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎｏｆｉｔｓｃｏｍｐｌｅｘｃｉｒｃｕｉｔｔｏｐｏｌｏｇｙ，ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌｉｎｖｅａｅｒｉｓｓｅｌｄｏｍｕｓｅｄｉｎｔｈｅｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ——ｐｏｗｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ａｎｅｗｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｆｉｖｅｌｅｖｅｌｉｎｖｅｒｔｅｒｉｓａｐｐｌｉｅｄｉｎｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅｇｒｉｄｃｏｎｎｅｃｔｅｄｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｔｏｐｏｌｏｇｙａｌｏｎｇｗｉｔｈｏｐｅｒａｔｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｏｆｔｈｅｄｉｎｖｅｒｔｅｒｉｓａｎａｌｙｚｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｔｏｒｅｄｕｃｅｃｕｒｒｅｎｔｈａｒｍｏｎｉｃｃａｕｓｅｄｂｙｓｗｉｔｃｈｉｎｇ￣ｅｑｕｅｎｃｙ，Ｔｆｉｌｔｅｒｉｓｕｓｅｄｆｏｒｆｉｌｔｅｒｉｎｇｔｈｅｏｕｔｐｕｔｃｕｒｒｅｎｔ，ａｎｄｄｕａｌ－ｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｅｌｉｍｉｎａｔｅｔｈｅｕｎｓｔａｂｌｅｆａｃｔｏｒｓｔｈａｔＴｆｉｌｔｅｒ——ｂｒｉｎｇｓｔｏｇｒｉｄｃｏｎｎｅｃｔｅｄｉｎｖｅｒｔｅｒｓｙｓｔｅｍ．Ｄｕｅｔｏｔｈｅｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓｏｆｎｏｎｚｅｒｏｓｔｅａｄｙｓｔａｔｅｅｒｒｏｒａｎｄｐｏｏｒａｎｔｉ－ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅａｂｉｌｉｔｙｗｈｉｌｅｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｄｖｏｌｔ—ａｇｅｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄＰＩｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｔｒａｃｋｉｎｇｓｉｎｕｓｏｉｄａｌｓｉｇｎａｌｓ，ａｎｉｍｐｒｏｖｅｄＰＲｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｉｓｕｓｅｄｉｎｔｈｅｏｕｔｅｒｌｏｏｐｏｆｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｃｕｒｒｅｎｔ，ｗｈｉｃｈｃａｎｒｅｄｕｃｅｔｈｅｓｔａｔｉｃｅｒｒｏｒａｎｄｒｅａｌｉｚｅｕｎｉｔｙｐｏｗｅｒｆａｃｔｏｒ，ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇｗｉｔｈｓｐｅｃｉｆｉｃｈａｒｍｏｎｉｃａｎｄｗｉｔｈｏｕｔｅ＃ｄｖｏｌｔａｇｅｆｅｅｄ－ｆｏｒｗａｒｄ，ａｎｄｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｂｒｏｕｇｈｔｂｙｖｏｌｔａｇｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｉｓａｌｓｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙａｖｏｉｄｅｄ．Ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅｎｅｗｆｉｖｅ－ｌｅｖｅｌｉｎｖｅｒｔｅｒａｎｄｄｕａｌ－ｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙａｒｅｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｖｅｒｉｆｙｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｈｉｇｈｌｉｇｈｔｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｅｗｆｉｖｅ・・ｌｅｖｅｌｉｎｖｅｒｔｅｒ；Ｔｆｉｌｔｅｒ；ｄａｍｐｉｎｇｒｅｓｏｎａｎｃｅ；ｄｕａｌ－－ｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌ；ｉｍｐｒｏｖｅｄＰＲｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ中图分类号：ＴＭ６１９文献标识码：Ａ—文章编号：１６７４・３４１５（２０１２）１７００７２：０６０引言新能源并网发电系统已在世界范围内得到广泛关注，其中太阳能光伏并网发电在提供可靠、清洁的电力方面具有明显的优势，其并网的关键技术在于采用合理的逆变器拓扑结构和并网控制策略，获基金项目：输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室自主研究项目（２Ｏ０７ＤＡ１０５１２７１１２０５）得稳定的并网系统和高质量的并网电流。相比于传统的两电平逆变器，多电平逆变器具有输出电压谐波小，电磁干扰小，可以采用小尺寸滤波器等优点ｌｌＪ；而传统的二极管箝位型和飞跨电容型等多电平拓扑结构复杂，含有大量功率开关管，控制也较复杂【２Ｊ。鉴于此，本文采用一种结构简单的新型五电平拓扑，与传统拓扑相比，其开关数目减少了约４０％，是目前五电平逆变器中开关数目最少的拓扑结构［３ｌ，在控制和节能方面具有明显优势。马兰珍，等新型多电平光伏并网逆变器控制策略研究．７３．为获得低谐波总畸变率（ＴＨＤ）的入网电流，Ｔ型滤波器被应用于滤波单元，但其欠阻尼特性不利于系统稳定运行【４ｌ。目前国内外很多学者对此提出大量的控制策略来提高系统的稳定性，仍然存在一些不足。文献［５］采用的无源阻尼法能显著提高系统阻尼效果，且控制简单，但串联电阻存在损耗。文献［６］采用的有源阻尼法提高了系统的阻尼特性，但它是并网电流的开环控制，不利于单位功率因数并网。文献［７］采用的桥臂电流反馈控制方法能够使闭环系统稳定，但它是对并网电流的间接控制，很难获得高质量的并网电流。文献［８］采用电容电流内环，并网电流外环的双闭环控制方法：电容电流内环可以增加系统阻尼，防止谐振；并网电流外环实现单位功率因数并网，但其采用的ＰＩ控制使系统存在稳态误差和抗干扰能力差的缺陷。本文对文献［８］的方法作进一步改进，采用改进型ＰＲ控制器，减小了并网电流的稳态误差，同时对电网中存在的３、５、７次谐波进行补偿，无需电网电压前馈，提高了系统的抗干扰能力。本文同时从逆变器拓扑结构和并网控制策略两方面出发，采用拓扑结果简单的新型五电平逆变器和双电流闭环控制策略，使得系统控制方便，抗干扰能力强，从而获得稳定的并网系统和高质量的并网电流。仿真结果表明了此系统的可行性和优越性。１并网逆变器的主拓扑结构及模态分析图１为新型五电平并网逆变器拓扑结构，它包括一个桥式结构和一个双向辅助开关结构。将光伏并网发电的前级直流部分等效成电压为ＵＤＣ的恒定直流电压源。表１给出了输出电压模态和开关管通断情况，由此可分以析出逆变器输出五电平的工作原理。图１并网逆变器主电路图Ｆｉｇ．１Ｍａｉｎｃｉｒｃｕｉｔｏｆｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｉｎｖｅｒｔｅｒ２控制原理分析２．１新型五电平逆变器的调制原理分析在ＳＰＷＭ技术的基础上采用基于载波组的ＰＷＭ技术，将两个具有相同频率和幅值的三角载波并排放置，形成载波组，以载波组的水平中线作表１输出电压和开关管通断情况对应表Ｔａｂｌｅ１Ｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅａｎｄｓｔａｔｅｓｏｆｔｈｅｓｗｉｔｃｈｅｓ为参考零线，共同的调制波与其相交，得到两个脉Ⅳ冲信号、，同时将调制波与零电压比较得到脉冲信号Ｃ，如图２所示，然后经过逻辑门变换得到各个开关管的通断信号。图２新型五电平逆变器ＳＰＷＭ工作原理—Ｆｉｇ．２ＳＰＷＭｏｐｅｒａｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｎｅｗｆｉｖｅｌｅｖｅｌｉｎｖｅｒｔｅｒ由表１和图２可以得到５个开关管的逻辑关系为：Ｓ１是在ＵＡａ＝Ｕ￣，或一０时导通，即：‰Ｓ１＝Ｍ＆Ｃ＋Ｎ＆Ｃ，同理Ｓ３是在一ＵＤＣ，或ＵＡａ＝＋０时导通，即：Ｓ３＝Ｍ＆Ｃ＋Ｎ＆Ｃ。据此可得到五个开关管的逻辑表达式为ⅣＳ１＝＆Ｃ＋＆Ｃ：Ｓ３＝Ｍ＆Ｃ＋Ｎ＆Ｃ：Ｓ２＝Ｃ：Ｓ４＝Ｓ２：Ｓ５＝Ｎ＆Ｍ。图３为五个开关管的逻辑控制框图。图３逻辑控制框图Ｆｉｇ．３Ｌｏｇｉｃｃｏｎｔｒｏｌｓｃｈｅｍａｔｉｃｓ‰Ⅳ。。。．７４．电力系统保护与控制２．２并网控制策略分析主电路的系统参数如表２所示。为便于建模分析，图１所示的主电路可等效为图４所示。表２系统参数Ｔａｂｌｅ２Ｓｙｓｔｅｍｐａｒａｍｅｔｅｒｓ图４主电路等效图形Ｆｉｇ．４Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔ本文采用电压源输入电流源输出的模式，并且建模时忽略滤波器电感和电容上的等效串联电阻。因为逆变器输出基波频率远小于载波频率（开关频率），所以采用状态空问平均法可以得到连续状态空间平均模型。逆变桥部分可以看成是一个比例环节，比例系数ｗＭ＝Ｃ／，式中，表示一个三角载波的峰值。将电网电压作为系统的扰动量，当系统未加入反馈环节，可得到开环系统的等效结构框图如图５所示。假设电网电压无畸变，由逆变器至并网电流的传递函数为／Ｌ２ｆＫＰＷＭ——ＬＩＬ２Ｃｆｓ３＋（Ｌ１＋Ｌ２）ＵｃＬＩＬＥＣｆｓ（Ｌ１ＬＥ）ｓ１一图５开环系统结构框图Ｆｉｇ．５Ｂｌｏｃｋｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｏｐｅｎ－ｌｏｏｐｓｙｓｔｅｍ可见，Ｔ型滤波器将系统上升为３阶系统，由劳斯．赫尔维茨稳定判据可知系统是开环不稳定的，必须采用闭环控制。对此，本文采用电容电流内环，并网电流外环的双闭环控制策略［８－１０Ｊ。图６为电流双闭环控制框图，其中）为逆变器输出的并网电流参考值，其相位由电网电压经锁相环取得，Ｇｃ为调节器，Ｋ为在前向通道中加入的比例环节。为方便直观地求取双闭环系统的传递函数和输出量响应，对图６进行一系列等效变换和简化，得到图７。图６电流双闭环控制框图—Ｆｉｇ．６Ｂｌｏｃｋｄｉａｇｒａｍｏｆｃｕｒｒｅｎｔｄｕａｌｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙ图７等效结构框图’Ｆｉｇ．７Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｂｌｏｃｋｄｉａｇｒａｍ由图７可以得出双电流反馈控制闭环传递函数为五（引一Ｇ；ｃ（）ｗ（）ＬＩＬ２Ｃ￣ｓ＋Ｌ２ＣｆＩ￣ｗＭＫｓ＋（Ｌ，＋ＬＯｓ＋Ｇｃ（ｓ）ＫＰｗＭＫ（２）式（２）表明电容电流反馈的引入给系统闭环特征方程配置了二次方项，由于内环的作用是为系统配置开环传递函数的极点，增大系统阻尼，达到系统稳定的目的，同时消除输出电流中开关频率处的谐波，所以不必考虑系统的精度，只要合理选取参数就能保证系统的稳定［１１－１２】。此时，电流内环为二阶系统，其闭环传递函数为式（３），阻尼系数为式（４）。—Ｉｃｆ（—ｓ）：．ｒ３１Ｕｃｆ）ＬＩＬ２Ｃｔｓ＋ＫＰｗＭＫＬ２Ｃｆｓ＋Ｌ１＋Ｌ２：—ＫＰｗ—ＭＫ／（４）一Ｔ—、／值越大，系统阻尼系数越大，抑制Ｔ型滤波器谐振的效果越好，但是阻尼过大会导致系统快速性降低，使调节时间变长，本文取阻尼系数为０．７０７Ｌｌ引。将此值和ＫｐＷＭ＝ＵＤＣ／＝４００／１０＝４０代入式（４）中，并结合表２给出的参数值可求得Ｋ＝０．８６６。最后将求得的系统参数代入式（３）的特征方程式中，由劳斯．赫尔维茨稳定判据可知，系统是稳定的。根据图７求得电流反馈系统开环传递函数为＝瓦Ｇｃ（ｓ）Ｋ面ＰｗＭＫ（５）ｌＬ２Ｃ＋ｗＭＣ￡２＋ｆ三ｌ＋２１同时系统的输出电流传递函数为马兰珍，等新型多电平光伏并网逆变器控制策略研究．７５．．＾２（）南Ｉｒｅｆ（Ｓ）一南（）（６）其中．Ｌ１Ｃｆｓ。＋ｗ＋ｌＬ１Ｌ：Ｃｆｓ＋ＫｅｘｗｄｆＣｆＬ２ｓ＋（Ｌ１＋Ｌ２）ｓ、并网电流外环的目的是随时跟踪输出电流，提高系统精度，实现单位功率因数并网。传统的调节方法是ＰＩ调节Ｈ】，本文采用改进型ＰＲ控制器进行调节。比较ＰＩ控制器和ＰＲ控制器的区别，两者的传递函数如式（８）、式（９）所示。ＧＰ】（）：＋竺（８）（）：＋（９）‘＋Ｏ）ｏ由式（６）可知输出电流与电网电压和参考电流有关。在并网电流基波频率处，ＰＩ调节器的增益，、２，‘（群＋（））为有限值，式（６）中）、（）两项系数都为有限值，所以输出并网电流在基波频率处依然会受电网电压的干扰，而且存在稳态误差；而ＰＲ控制器在电流基波频率处增益（＋（ｘｉ／（一Ｏｇｏ＋））），为无穷大，所以，式（６）第一项系数为１，第二项系数为０，可以看出此时输出电流完全等于参考电流，稳态误差为零且不受电网电压干扰。从图８的开环伯德图中可以更直观地看出两者的差别。∞趔一罂９０４５Ｏ一４５—９０Ｏ０１Ｏｌ０１０３频率／（ｔａｄ／ｓｅｅ）图８ＰＩ、ＰＲ控制器开环伯德图Ｆｉｇ．８ＢｏｄｅｐｌｏｔｏｆｏｐｅｎｌｏｏｐＰＩａｎｄＰＲｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ在实际系统中，ＰＲ控制器存在两点主要问题。①由于模拟系统原器件参数精度和数字系统精度的限制，ＰＲ控制器不易实现；＠ＰＲ控制器在非基频处增益非常小，当电网频率偏移时，不能有效抑制电网引起的谐波【ｌ引。因此，通常采用一种易实现的准ＰＲ控制器，其传递函数为ＧｃＰＲ（１：＋（１０）另外，电网电压主要中含有３，５，７次谐波，谐波的存在会引起并网电流波形畸变，对此修正准谐ＰＲ制器的传递函数得到改进型ＰＲ控制器，其传递函数为Ｇ（）：＋—（１１）‘ｈ＝－１，３，５．７Ｓ＋２ａｒ．ｓ＋（ｈａ）０）本文采用文献［１２，１５】提供的方法为控制器设计了参数为＝Ｏ．８５，＝３２０，＝３．１４。将设计好的参数代入系统开环传递函数中得到其开环伯德图如图９所示，从图９中可以看出系统满足稳定条件，在特定谐波频率处，改进型ＰＲ控制器可以为系统提供很大增益，对谐波进行补偿。∞坦一罂频率／（ｒａｄ／ｓｅｃ）图９系统开环传递函数伯德图Ｆｉｇ．９Ｂｏｄｅｐｌｏｔｏｆｏｐｅｎ－ｌｏｏｐｓｙｓｔｅｍ３仿真分析应用Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真验证理论分析，系统的输出功率为１ｋＷ，所以参考电流峰值为６．４ＯＡ，电路参数设置参照理论分析。图ｌ０为新型五电平并网逆变器输出的五电平电压波形。图１０逆变器输出的五电平电压波形—Ｆｉｇ．１０Ｆｉｖｅｌｅｖｅｌｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅｗａｖｅｆｏｒｍｏｆｔｈｅｉｎｖｅｒｔｅｒ为验证系统的静态性能，在其他参数相同的情况下分别采用ＰＩ控制、准ＰＲ控制和改进型ＰＲ控制进行了仿真，其中ＰＩ参数已调整为最佳。仿真结果如图ｌ１所示，其中图１１（ａ）并网电流基波峰值为６．５０Ａ，ＴＨＤ为２．８１％，图１ｌ（ｂ）并网电流基波峰值为６．３６Ａ，ＴＨＤ为２．７１％，图ｌｌ（ｃ）并网电流基波峰值为６．３７Ａ，ＴＨＤ为０．６７％，可见，ＰＩ控制的并网．７６．电力系统保护与控制电流与参考电流之间存在相位差和稳态误差，并网电流ＴＨＤ较大；准ＰＲ控制器虽然可以实现与参考电流同相位和减小稳态误差，但是并网电流ＴＨＤ较大，而改进型ＰＲ控制的并网电流与参考电流之间无相位差，实现了单位功率因数并网，基波电流几乎等于参考电流，ＴＨＤ也较小。图１２仿真采用改进型谐振控制器时系统的动态特性，并网功率分别在０．０８５ｓ时减半和加倍。从波形上可看出，系统在并网电流突变情况下依然能稳定运行，且具有较好的动态性能。《ｓ（ａ）ＰＩ控制时参考电流与并网电流波形ｌ一并网电流／、，／、＼Ｌ堕童鱼萼ｆ＼／＼。／ｌ／／／—＼／＼／ｔ／ｓＣｏ）准ＰＲ控制时参考电流与并网电流波形ｓ（ｃ）改进型ＰＲ控制时参考电流与并网电流波形图ｌ１ＰＩ、准ＰＲ和改进型ＰＲ控制器并网电流仿真波形Ｆｉｇ．１１ＧｒｉｄｃｕｒｒｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｗｉｔｈＰＩ，ｑｕａｓｉ－ＰＲａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｄＰＲｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．Ｌ鼻器鼍．｜厂、／＾＼：｜｜ｔｔ／ｓ－（ａ）并网功率在０．０８５ｓ减半的动态仿真波形≤电网电压ｌ一并网电流＿＿八Ｖ厂＼＼／２０１００一１Ｏ一２０Ｏ．０４０．０６０．０８０ｌ００．１２０．１４０．１６ｓ（ｂ）并网功率在００８５ｓ）Ｊｎ倍的动态仿真波形图１２并网功率突变时的动态仿真波形Ｆｉｇ．１２Ｄｙｎａｍｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗａｖｅｆｏｒｍｓｗｈｅｎｐｏｗｅｒｍｕｔａｔｉｏｎｓ４总结本文基于新型五电平并网逆变器，采用双电流闭环控制策略。并网电流反馈控制中采用改进型ＰＲ控制器，有效减小了稳态误差和实现了单位功率因数并网，同时可以对电网电压畸变给电流带来的３、５、７次谐波进行补偿。本系统具有很好的稳态性能和动态性能，理论分析和仿真证实了将该拓扑与所用控制策略相结合的优越性。参考文献［１］王学华，阮金波．ＳＰＷＭ控制单相三电平逆变器【Ｊ】．中国电机工程学报，２００５，２５（１）：７３．７６．ＷＡＮＧＸｕｅ－ｈｕＲＵＡＮＪｉｎ－ｂｏ．ＳＰＷＭｃｏｎｔｒｏｌ——ｓｉｎｇｌｅｐｈａｓｅｔｈｒｅｅｌｅｖｅｌｉｎｖｅｒｔｅｒ［Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ—ＣＳＥＥ，２００５，２５（１）：７３７６．［２］易映萍，刘刚，胡四全．２０ｋＷ三电平并网变流器主电路参数设计［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１０，３８（２０）：１９３－１９５．ＹＩＹｉｎｇ－ｐｉｎｇ，ＬＩＵＧａｎｇ，ＨＵＳｉ－ｑｕａｎ．Ｄｅｓｉｇｎｏｆｍａｉｎｃｉｒｃｕｉｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒ２０ｋＷｔｈｒｅｅ・・ｌｅｖｅｌｇｒｉｄ－－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｃｏｎｖｅｒｔｅｒ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１０，—３８（２０）：１９３１９５．［３］ＴｏｌｂｅｒｔＬＭ．ＨａｂｅｒｌｅｒＴＧＮｏｖｅｌｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌｉｎｖｅｒｔｅｒｃａｒｒｉｅｒ－ｂａｓｅｄＰＷＭｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓｏｎＩｎｄｕｓｔｒｙＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，１９９９，３５（５）：９８－１０７．［４］彭双剑，罗安，荣飞，等．ＬＣＬ滤波器的单相光伏并网控制策［Ｊ】．中国电机工程学报，２０１ｌ，３１（２１）：１７－２４．ＰＥＮＧＳｈｕａｎｇ－ｊｉａｎ，ＬＵＯＡｎ，ＲＯＮＧＦｅｉ，ｅｔａ１．Ｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｇｒｉｄ・・ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｗｉｔｈＬＣＬｆｉｌｔｅｒ［Ｊ］．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＣＳＥＥ，２０１１，３１（２１）：１７－２４．［５］ＷａｎｇＴＣＹｅＺＨ，ＳｉｎｈａＧｅｔａ１．Ｏｕｔｐｕｔｆｉｌｔｅｒｄｅｓｉｇｎｆｏｒａｇｒｉｄ－ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｅｄｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅｉｎｖｅｒｔｅｒ［Ｃ】／／ＩＥＥＥＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＳｐｅｃｉａｌｉｓｔｓＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ａｃａｐｕｌｃｏ，Ｍｅｘｉｃｏ：ＩＥＥＥ，２００３：７７９．７８４．［６］戴训江，晁勤．基于ＬＣＬ滤波的光伏并网逆变器电流滞环控ｆｌ￣Ｕ［Ｊ］．电力电子技术，２００９，４３（７）：３３．３５．ＤＡＩＸｕｎ－ｊｉａｎｇ，ＣＨＡＯＱｉｎ．Ｃｕｒｒｅｎｔｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｂａｎｄ伽瑚０抛伽Ａ／删马兰珍，等新型多电平光伏并网逆变器控制策略研究．７７．（上接第７１页ｃｏｎｔｉｎｕｅｄｆｒｏｍｐａｇｅ７１）［１４］彭疆南，孙元章，王海风．考虑系统完全可观测性的ＰＭＵ最优配置方法［Ｊ】＿电力系统自动化，２００３，２７（４）：—１０１６．—ＰＥＮＧＪｉａｎｇ－ｎａｎ，ＳＵＮＹｕａｎ－ｚｈａｎｇ，ＷＡＮＧＨａｉｆｅｎｇ．Ａｎｏｐｔｉｍ￣ＰＭＵｐｌａｃｅｍｅｎｔａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒｆｕ１１ｎｅｔｗｏｒｋｏｂｓｅｒｖａｂｉｌｉｔｙ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，—２００３，２７（４）：１０１６．１１５ＪＢｏｒｋａＭｉｌｏｓｅｖｉｃ，ＭｉｒｏｓｌａｖＢｅｇｏｖｉｃ．Ｎｏｎｄｏｍｉｎａｔｅｄｓｏｒｔｉｎｇｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒｏｐｔｉｍａｌｐｈａｓｏｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｌａｃｅｍｅｎｔ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓｏｎＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２００３，１８（１）：６９・７５．［１６］高翔，张沛超．电网故障信息系统应用技术［Ｊ］．电力自动化设备，２００５，２５（４）：１１－１５．ＧＡＯＸｉａｎｇ，ＺＨＡＮＧＰｅｉ－ｃｈａｏ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｐｏｗｅｒｆａｕｌｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，２００５，２５（４）：１１－１５．收稿日期：２０１卜０９－２６；修回日期：２０１卜１Ｏ一１９作者简介：陈静（１９８８一），女，硕士研究生，研究方向为电力系统运行与控制；Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｅ￣ｉｎｇｌ９０２＠１２６．ｃｏｍ刘涤尘（１９５３一），男，博士，教授，博士生导师，研究方向为电力系统运行与控制、电力自动监控、电力电子技术应用：王宝华（１９６８－），男，博士，副教授，硕士生导师，研究方向为电力系统分析与非线性控制。