离网逆变器低频电压纹波补偿策略及其控制器设计

逆变器母线电压纹波补偿是现代电力电子系统中的关键课题，特别是在光伏发电系统中，其稳定性直接影响着逆变器的性能和电池储能设备的使用寿命。本文主要针对离网型光伏逆变器，这种逆变器因包含一个额外的蓄电池模块，使得补偿策略有所不同。直流母线电压纹波主要分为高频和低频两部分，高频部分源自升压电路的开关行为，可通过滤波技术处理，而低频纹波主要由母线电容的功率不匹配引起，这对离网系统来说更为棘手。 低频纹波补偿是本文的核心内容。作者提出了一种控制策略，通过在逆变器运行过程中，利用蓄电池的充放电特性来抵消母线电压的低频波动。具体来说，当逆变器工作在正半周时，通过给蓄电池充电来储存能量，而在负半周时，通过释放存储的能量来平衡直流电压，从而实现补偿。这需要对蓄电池充放电过程进行精确控制，本文构建了相应的系统模型，并采用了AE（Adaptive Gain Equalizer）控制器来优化这一过程。 作者还通过理论分析和FG%"GC仿真来验证这一补偿方案的有效性。仿真结果显示，这种方法能够显著降低直流母线电压的总谐波失真（THD），从而改善逆变电压的质量，并有助于延长直流母线电容的使用寿命。实际搭建的3HI离网逆变器实验也证实了这些理论结果的可行性。 本文的研究为离网型光伏逆变器的直流母线电压纹波补偿提供了一种创新的控制策略，对于提高逆变器效率、稳定系统运行以及延长储能设备寿命具有重要意义。这不仅适用于当前的离网光伏系统，也为未来逆变器的设计和优化提供了有价值的参考。