表5 合肥阳光电源公司两种典型逆变器的性能指标
1 引言
世界文明史上, 人类不断地从自然界索取、探求适合生存和发展所需要的各种能源, 人们利用能源经历了材薪、煤炭、石油三个历史时期，这类常规能源不仅枯竭有期，而且它将引起一系列局部的或全球的环保问题。因而目前世界上许多国家都在采取措施，积极提高能源效率，改善能源结构，去探索新能源和可再生能源的利用，并逐步使其取代常规能源，以减少环境污染并合理利用资源。太阳能发电由于具有很多的优点，无污染，可再生，资源具有普遍性，机动灵活，可存储等，因此，光伏发电具有广阔的发展前景。对于普通的光伏并网发电装置，已经有了比较成熟的产品，然而随着对太阳能利用的进一步开发，和用户对电能质量的要求的进一步提高，光伏系统与电力系统的接口有以下发展趋势:
(1) 既可以并网又可以独立发电, 光伏发电系统和电网共同向用户供电，提高供电可靠性;
(2) 具备供电质量控制功能, 如谐波补偿、无功补偿、电压调节等。 本文正是在此要求基础之上提出的一种新型的并网接口逆变器控制方法，该方法既能使得并网发电装置向电网以单位功率因数提供电能，同时也能按要求补偿无功和谐波，兼具有静止无功发生器(SVG)和有源滤波器(APF)的功能。
2 并网接口装置的基本结构和等效电压源模型
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整个并网装置一般由三个部分组成：补偿分量检测回路, 控制回路, IGBT主回路，其结构如图1所示。
图1 并网装置框图
工作原理为由补偿分量检测回路检测出需要补偿的信号，形成参考电流值，控制回路通过参考电流值来控制逆变器工作，使逆变器向电网输送单位功率因数的电流和补偿分量，从而使系统电流中不含有谐波分量和无功功率。控制回路根据检测到的谐波电流以及直流电压，按照一定的控制规律计算出控制量，这个控制规律便是本文所要讨论的重要问题。 并网接口装置系统基本结构如图2所示：其主电路由电压型三相桥式、电力电子器件IGBT构成的逆变器组成。注入到电网的电流使得线路补偿电流等于参考电流。将补偿分量电流模型使用电流源来表示可以看成如图3所示。
图2 并网接口装置基本结构图
图3 系统补偿电流模型
图中是由控制器提供的一个虚拟电流源，为线路的补偿电流，为负载谐波电流，为负载基波电流，是电网电压谐波畸变分量，为逆变器输
出电压源。逆变器的控制目标是使得- 等于零。使用戴维南定理，可以将图3简单的等效为一个电压源电路，如图4所示。
由电压源模型可知，逆变器的控制目标为调节输出电压，满足等式
铍青铜热处理图4 系统等效电压源模型
即线路电流补偿分量- 也等于零。式中为谐波域分量，记为。为基波域的分量。定义为
在补偿域内要求补偿的等效电压源，因此，整个系统的控制问题实际上就转换为谐波域或补偿域内等效电压源的模型识别和跟踪。
3 boost变换实现单位功率因数控制
以一相为例，将并网装置的主电路采用逆变器表示，如图5所示。
过滤网篮图5 并网装置原理电路图
微型弹簧>电机转速传感器整个桥式电路从直流端来看，可以视为一个boost变换器。设逆变器的开关频率为fs，在每个开关周期中会有两种开关状态，即T1、T4导通和T2、T3导通。T1、T4导通时间为0<t<DTs，T2、T3的导通时
间为DTs<t<Ts，其中D=Ton/Ts是占空比，Ts=1/fs为开关周期。在0<t<DTs和DTs<t<Ts期间的等效电路如图6所示，为了分析的简单，我们采用两个假设:
(a) 0<t<DTs 时间内等效电路
(b) DTs<t<Ts 时间内等效电路
图6 等效电路图
(1) 直流侧电压源的电压在一个开关周期内恒定;
(2) 开关频率fs比线路上的电流频率和非线性负荷电流的频率要高的多。
由电路知识可知，在0<t<DTs瞬间内, 我们可以认为;
在DTs<t<Ts瞬间内，我们可以得到;
在实际情况里，电感电流的初始值可能不同，即
。但由于上述假设2，我们认为相同。由电感的性质，我们可以得到
因此可得交流侧电压和直流侧电压的关系式为
我们知道逆变器是一个输出电压可调的装置，因此，调节输出电压使得从交流电源端看入，非线性负载和逆变器并联等效成为一个纯电阻Re，如图7所示，即满足式
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