单相电流源型逆变器的建模与控制文献综述

1. 文献综述（或调研报告）：

0 引言

新能源并网的最大问题在于新能源发出电能的电能质量问题。为了确保并网发电以及并网的电能质量，要求并网逆变器具有较宽的直流输入电压范围。当采用不可控整流器和电压源型逆变器的组合时，如果在不可控整流器和电压源逆变器之间设置升压斩波器，在一定程度上会增加系统的成本，降低整体效率。因此，一些学者提出利用电流源型逆变器并网的方案。在新能源出的不稳定电压在经过不可控整流器整流后，直接通过电流源型逆变器并网，不必考虑直流环节电压的稳定，从而省去了升压斩波器，可在降低成本的同时提高系统的可靠性^[1]。

文献[2]指出，对于采用电流源型逆变器并网的方案，虽然在结构上省去了升压斩波器，但系统并网的控制难度却增加了，这是不少其他相关文献没有明确指出的一个问题。以最大功率跟踪控制为例，当采用电压源型逆变器并网时，最大功率跟踪控制问题可以通过对斩波器的控制实现，与逆变器的并网控制无关。而采用电流源型逆变器并网时，由于逆变器的开关函数将同时决定直流环节输出端的电压和电流，增加了对输出功率进行控制的难度。这一特性表明，在上述两种并网策略中，电流源型逆变器的控制方法不再简单地与电压源型逆变器的控制方法呈简单对偶关系。为了达到相同的性能指标，电流源型逆变器必须采用更为精细、复杂的控制方法。

1.单相电流源型逆变器拓扑结构

图1 单相电流源型逆变器拓扑结构

整个系统包含定浆距小型风力机、永磁同步发电机以及并网电流型变换器三个部分。永磁同步发电机、三相不可控整流器和直流电感可用电流源等效。在不可控整流器和电流源型逆变器的组合中，不可控整流器本身是不能进行控制的。唯一可以施加控制的部分，就是电流源型逆变器。采用脉宽调制技术（PWM）建立H桥各个开关管的驱动信号，从而可以直接控制输出电流的频率和相位。值得注意的是，电流型逆变器不能开路，否则将会将会造成支流回路开路，引起较大的di/dt，从而损坏开关管。开关管采用单极性调制，当电网电压为正时，T₁始终导通，T₂、T₄按照次序顺序导通，当电网电压为负时，开关导通次序类似，输出电流通过低通滤波器滤除输出电流中的高次谐波，输出与电网电压同相位的并网电流。随着开关频率的增加，滤波器的体积变小。然而，增加开关频率会使得逆变器的开关损耗增加^[2]。

2.单相逆变器d-q电流解耦控制