多功能并网逆变器拓扑与控制策略研究

"本文主要探讨了一种新型的多功能并网逆变器(Multi-functional Grid-connected Inverter, MGI)的拓扑结构及其控制策略。这种并网逆变器旨在同时解决分布式电源并网时的无功功率补偿、谐波电流抑制和不平衡电流问题，以提升电能质量并减少额外设备的需求。" 在电力自动化设备领域，尤其是分布式能源系统和微电网中，高效可靠的并网逆变器起着至关重要的作用。传统的并网逆变器可能无法有效处理电能质量问题，如不平衡、无功和谐波电流，这些都会对公共耦合点(PCC)的电能质量产生负面影响。为了解决这些问题，多功能并网逆变器MGI应运而生。MGI可以集成有源滤波功能，无需额外的滤波器设备，降低了系统的复杂性和成本。 文中提到的MGI拓扑结构由三组单相全桥逆变器共享同一直流母线，并且配备了一个升压隔离变压器。这种设计降低了对直流侧电压的要求，同时也减少了逆变器输出的直流和谐波成分对电网的影响。隔离变压器的使用增强了系统的安全性和稳定性。 在控制策略方面，文章建立了该拓扑的数学模型，并采用加权电流反馈方法设计了并网电流跟踪控制器。这种方法使得逆变器能够精确跟踪电网电流，同时有效地抑制谐波和不平衡电流。为了优化阻尼效果，文章还探讨了输出滤波器中阻尼电阻与阻尼比的关系，通过调整阻尼电阻来改善系统性能。 此外，文章提出了一种指令电流生成算法，该算法包括并网功率跟踪和电能质量补偿两个部分，简化了控制过程。通过PSCAD/EMTDC仿真和15 kVA样机的实验，验证了所提出的拓扑结构和控制策略的准确性和实用性。 本文的研究为提高分布式能源并网的电能质量提供了一种经济高效的解决方案，其设计和控制方法对于电力系统的优化具有重要意义。通过整合多种功能于一身的并网逆变器，可以实现更智能、更灵活的能源管理，有助于推动可再生能源的大规模应用。