基于PI-重复控制的光伏并网逆变器设计

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1、船电技术

2、控制技术Vol.31No.82011.8基于PI+重复控制的光伏并网逆变器设计张鹏金海梁星星余峰（中国船舶重工集团公司第七一二研究所，武汉430064）摘要:本文通过实验指出数字PI控制器在光伏并网逆变器中的局限性，提出将重复控制器引入到电流内环中以提高稳态性能，进而将重复控制和PI控制器并联用于三相光伏并网逆变器的电流波形控制。其中PI控制保证系统动态性能，而重复控制提高电流波形跟踪精度。实验表明，采用这种方法后可以显著改善逆变器的并网电流质量。关键词：光伏逆变器波形控制PI控制重复控制中图分类号:TM464文献标志码:A文章编号:1003-4862(2011)08-0048-03

3、DesignofPhotovoltaicGrid-connectedInverterBasedonPIandRepetitiveControlZhangPeng,JinHai,LiangXingxing,YuFeng(WuhanInstituteofMarineElectricPropulsion,CSIC,Wuhan430064,China)Abstract:Inthispaper,itispointedoutthroughexperimentalresultthatthedigitalPIcontrollerisinthelimitationsinthephotovoltaicinvert

4、er,anditisproposedthatrepetitivecontrollerisintroducedintocurrentlooptoimprovethesteadycharacteristics.SoPIcontrolandrepetitivecontrolalgorithmareadoptedtocorrecttheoutputcurrentwaveformofthephotovoltaicgrid-connectedinverter.Inthiscontrolstrategy,thePIcontrolisusedtoguaranteesystemdynamicperformanc

5、eandtherepetitivecontrolistoimprovecurrentwaveformquality.Theexperimentalresultsshowthatthiscontrollerdesigncansignificantlyimprovethegrid-connectedcurrentquality.Keywords:photovoltaicinverter;waveformcorrection;PIcontroller;repetitivecontroller过实时采样PV阵列的电压电流值来控制并网给1引言定电流，由电流内环通过各种控制方法及PWM调制技术转换成PWM

6、脉冲给驱动电路驱动功率光伏并网发电是利用太阳能发电的一种有效开关器件。因此，光伏并网逆变器电流内环的优方式。光伏并网发电系统需要采用逆变器作为电劣直接关系着逆变器的并网性能。区别于一般的能转换装置将光伏阵列所输出的直流电变换成交电压型逆变器（VSC），光伏并网逆变器为电流流电送入电网。由于太阳能光伏阵列（PV）的控制电压型逆变器，对于电流控制型逆变器设强非线性特性，要将PV阵列的直流电能高质量计，为了提高系统鲁棒性一般采用直接电流控地逆变成交流电流馈入电网，并网逆变器一般采制，dq解耦作为一种常用的直接电流控制思用电压外环及电流内环的双环控制结构，或者想，其基本思路是：在dq坐标系中对三相交流

7、MPPT外环直接控制并网电流的MPPT直接电流寻优结构，无论外环为何种结构，其本质都是通电流进行解耦，得到其有功分量id和无功分量iq并分别进行控制，因其通过变换后的有功及无功分量为直流量，常规的PI控制器便能得到较好收稿日期：2011-03-20的控制效果。本文通过实验证明了纯PI控制器作者简介：张鹏(1983-)，男，助理工程师。研究方用于谐波补偿仍有较大的局限性，进而提出了采向：电力电子应用技术。用PI控制器并联重复控制器用于光伏并网逆变48Vol.31No.82011.8船电技术

8、控制技术[1]器的波形校正技术。PI调节器对信号误差进行比例和积分控制是一[2]种简单有效的方式。图1为对

9、并网电流进行2三相光伏并网逆变器的系统模型dq解耦采用PI控制的原理框图。对于普通逆变器或变频器而言，通常选择图1PI控制的原理框图经过解耦控制后的d轴和q轴成为两个独立KK()sT+PPWMC（2）的系统，可以方便地设计其控制器，考虑采用的Gs()=LsssT(1τ++)()sfL数字控制系统引入采样延时，同时考虑变换器的输出延时，以d轴为例可得到系统在连续域下的令Tc=TL实现零、极点对消可将