前言
近年来随着分布式发电的广泛应用，清洁能源发电越来越多的被重视。其中的光伏发电作为分布式发电的一种也被广泛的研究，伴随光伏发电的不断增大，其在电网中并网的比例相对增加，由于非线性负荷及不平衡负荷等的存在，其所引发的问题也日益凸显出来。当大规模的光伏发电系统并网时，对电网的电能质量问题及光伏发电系统自身发生故障时，对电网的分离速度等运行状况的影响，成为重要的关注点。针对光伏发电系统的并网及控制问题，学者们对此进行了一些研究，并且各国根据自己电网的情况，也对光伏发电的并离网情况做出了严格的要求，如并网时谐波畸变率的含量，孤岛情况下电压的不平衡状况等。目前我国对光伏发电的高度重视，使得光伏发电在国内有了一定的发展，由于受到输变电线路等影响，投入并网的光伏电站容量还不够大，光伏发电在电网并网中所占的比例还不够高。当电网发生故障时，并网点的电压会发生电压跌落，光伏发电会与大电网发生断网运行，但这对系统的影响比较小，因为对大电网而言，光伏发电的系统很小，其是作为一个辅助电源甚至负荷来并入电网。
此外，当光伏发电在大电网中的比例逐渐增大的时候，对于大电网而言其影响将会增大，当大电网发生故障或者波动时，就会造成光伏发电的脱网，严重的冲击大电网的保护运行，这样会造成大电网一定的波动，大电网的波动影响了连接在大电网上的其他发电系统，导致其他发电系统的脱网，使整个区域电网处在一个不稳定状态。通常情况下，当电网电压降低到一定值时，为保证光伏发电的自身运行，光伏发电系统会自动的脱网，即孤岛运行，这使得光伏发电系统能够自己独立的对负荷进行供电，保证重要负荷的运行，这在小型的光伏发电系统中可以运行，但随着光伏并网容量的逐渐增大，电网故障时光伏系统的孤岛会造成电网电压和频率的崩溃，这就引起很多问题。因此对光伏发电系统的并网控制策略的研究，对于高效的利用太阳能有很重要的现实意义。
1光伏并网逆变器常用控制策略
1.1电流跟踪控制策略
电流跟踪控制策略(简称电流控制)的控制思路是将逆变器的输出视为电流源。逆变器系统和电网的并联运行可以看作并联连接的电流源和电压源。在并网运行期间，仅需要确保并网电流的频率、相位和电网中的电压一致，以实现运行条件。
使用这类控制策略的方法主要包括:三角波比较控制方式、瞬时值滞环控制方式以及无差拍控制方式。
1.2电压跟踪控制策略
不同于电流跟踪控制策略，电压跟踪控制策略(简称电压控制)的控制思路是将逆变器的输出视为电压源。此时，逆变系统与电网的并联运行就等效成两个电压源的并联操作。由于光伏发电系统的逆变器输出对于电网可忽略不计，因此电网可等效于具有无限容量的电压源。为了达到并网运行所规定的条件，必须确保逆变器系统的输出与电网中的电压同步，即保证波形的频率、相位相同。为了满足并网运行的条件，需要使用到锁相环技术;同时还必须注意逆变器系统的输出电压的幅值不能过高，以避免出现环流。
1.3电压电流双环控制
目前的光伏发电系统研究中，许多专家学者提出了很多双环(回路)控制的方案。其中，常见的就是电压电流双环控制。带电压电流双环控制的逆变器控制策略流程如图1所示。电压-电流双环(回路)控制策略的基本原理介绍如下。
双环(回路)控制的外环是采用的电压控制回路，其返还从逆变器输出的电压信号u。此信号与正弦基准电压信号uref相比，比较后的误差值uc，在PI调节器的调节后，结果信号用作内环的参考值iref。
双环(回路)控制的内环采用电流控制环，即返还逆变器输出的电流信号i。此信号与从外环获得的电流参考值iref相比较，得到参考值ie。然后，将比较后得到的误差值ie发送到比较器，在具有三角波载波比的比较器的作用下，产生PWM波。最后，根据该PWM波信号来调控功率开关器件的导通和断开。这样就能实现电能的逆变。
在此控制策略中，逆变器中的各个开关管的工作频率都是固定的。所以，逆变器输出的谐波频率也是固定的。该控制方法控制效果好。
图1带电压电流双环控制的逆变器控制策略流程图
1.4双电流闭环控制策略
当前有一种较为先进的双闭环控制方式，简单介绍如下。首先，它的优点在于经此控制策略的控制后，逆变器的输出信号较其他控制策略会更加稳定，更加同步于标准正弦波，并且还能有效满足并网条件。双电流闭环控制流程如图2所示。双电流闭环控制策略的内环与外环都是电流控制回路。有所差别的是:外环为电流有效值控制环，它返还逆变器输出信号的电流有效值，并通过改变输出电压有效值的大小来达到改变并网电流有效值大小的目的;内环为电流瞬时值控制环，此反馈环能实现电流的实时监控，实时修正逆变器输出电流的波形。这种控制策略的缺点就是太过复杂，控制参考量太多。
图2双电流闭环控制流程图
2改进型双反馈闭环电流控制策略
通过上一节的常用控制方法的介绍，本文决定采用一种改进型的双反馈闭环电流控制策略。本文所采用的控制方式的控制框图如图3所示。
图3改进型双反馈闭环电流控制框图
本文所提出的这种控制方式控制参考量相对较少。相较于上节介绍的各种双环控制方式的最大改进是双环控制信号所需的参考信号之一，来自于电网电压。这样，参考信号就能自动实时更新并且能轻易地使逆变输出满足并网条件。从图7可以看出，在经过跟踪最大功率点功能模块后，电网电压的参考信号Us与光伏电池输出的信号Ppv相互作用，得到一个电流参考值Iref;此电流参考信号Iref乘以由锁相环锁定的电网电压输出信号(标准正弦波信号)，就会产生一个交流电参考信号iref;接下来，内环控制信号的最终输出电流信号is与由外环控制产生的电流参考值信号iref相比较，并且可以在比较后产生一个误差信号ie;误差信号ie被发送到PI调节器进行调节，随后被送入比较器与三角波相比较;最后，将得到一个逆变器的控制信号来调控逆变器中各个开关管的导通与断开。经过上述控制策略的控制过程，所产生的逆变器的控制信号能够实时、有效地跟随电网电压的实时状态进行调节，使得逆变器输出的电流能够有效地跟踪电网电压。这样不仅使并网环流降到最低，还能有效地使输出的功率因数尽可能接近1。
3结论
本文对光伏发电并网系统中逆变器的控制策略进行了研究。在对光伏逆变系统建模分析以及总结前人对逆变器控制策略的研究基础之上，提出了一种改进型的双反馈闭环电流控制策略，并且通过仿真试验验证了它的正确性与有效性。本文在研究过程中也发现在谐波的处理上还尚有不足，需要继续深入探讨，希望今后能有所突破，使得并网逆变技术更加完善。
参考文献:
［1］王德玉，吴俊娟，郭小强，等．单相光伏并网逆变器PDFI控制技术研究［J］．电力电子技术，2012，46(5):52-53．
［2］刘述喜，亢苏占．具有APF功能的并网逆变器控制策略研究［J］．重庆理工大学学报(自然科学)，2018，32(2):191-198．
